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統計データに基づく補間によるパラメータ依存システムの同定

研究課題

研究課題/領域番号 17K06495
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 制御・システム工学
研究機関広島大学

研究代表者

田中 秀幸  広島大学, 人間社会科学研究科(教), 教授 (90303883)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード制御理論 / システム同定 / パラメータ依存システム / カーネル法 / 閉ループ同定 / 雑音共分散 / 不安定系の同定 / 部分空間同定法 / カルマンフィルタ / 半正定値計画問題 / 確率実現 / カルマンゲイン / イノベーション / Granger Causality / 統計データ
研究成果の概要

本研究の目的は、パラメータに依存する動的システムのモデリングとして、統計的な方法により補間を行うためのアルゴリズムの開発を行うことである。この問題に対し、整合性の取れた状態を見つけることが一般には非凸問題になることや、雑音や数値的誤差に脆弱な場合があることが特徴として挙げられる。本研究に関して得られた主な成果は以下のとおりである。パラメータ依存システムに対し与えられた局所点におけるモデルのインパルス応答を求め、カーネル法を使って局所点を補完する方法を提案した。また、線形時不変モデルに対し、不安定な多入力多出力系の同定や雑音に関するさまざまな知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

制御を行う場合に、パラメータに依存して変化する動的システムのモデリングが必要とされる場合がある。パラメータが固定されたもとでシステム同定によって得られたデータに対し、効率良くパラメータ依存システムを求める方法について考察した。データに基づく補間の観点から動的システムのモデリングの考察を進めることで、統計的学習理論等と動的システムのモデリングを融合した新しいシステム同定理論を構築するための第一歩とする。また、局所点におけるモデルの精度も重要であるため、線形時不変系の同定や雑音共分散に関する知見を蓄えるための研究を行った。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Subspace Identification Algorithm for Stochastic Systems Equipped with Zeros Close to Unit Circle2020

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka and K. Ikeda
    • 雑誌名

      Preprints of the 21st IFAC World Congress (Virtual)

      巻: - ページ: 2463-2468

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Estimation Method of Innovations Model in Closed-Loop Environment with Lower Horizons2020

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda and H. Tanaka
    • 雑誌名

      Preprints of the 21st IFAC World Congress (Virtual)

      巻: - ページ: 907-912

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Closed-loop subspace identification taking initial state into account2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Tanaka and Kenji Ikeda
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: 51 号: 15 ページ: 604-609

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2018.09.229

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A closed-loop subspace identification algorithm based on finite-interval realization2018

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Tanaka and Kenji Ikeda
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference 2018, September 11-14, 2018

      巻: - ページ: 1489-1492

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the uniqueness of spectral density function in an SDP problem for the estimation of innovations model2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ikeda and Hideyuki Tanaka
    • 雑誌名

      SICE Annual Conference 2018, September 11-14, 2018

      巻: - ページ: 1483-1488

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An SDP formulation for consistent estimate of innovations model2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda and H. Tanaka
    • 雑誌名

      Proc. of the 2017 Asian Control Conference (ASCC2017)

      巻: - ページ: 1772-1777

    • DOI

      10.1109/ascc.2017.8287442

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Product of block Toeplitz matrices from the viewpoint of closed-loop identification2021

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Tanaka and Kenji Ikeda
    • 学会等名
      Proceedings of the SICE Annual Conference 2021 (SICE 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 雑音共分散行列の推定値の分散解析2021

    • 著者名/発表者名
      池田 建司,田中 秀幸
    • 学会等名
      第64回 自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] BLUEにおける重み行列のランクに関する数値解析2021

    • 著者名/発表者名
      池田 建司,田中 秀幸
    • 学会等名
      第9回 制御部門マルチシンポジウム(MSCS 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 可同定性に基づくパラメータ依存システムに対する同定実験設計-回転型振子系を用いた考察-2020

    • 著者名/発表者名
      田中 秀幸,太田 快人
    • 学会等名
      第7回 制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] On the Uniqueness of the Estimate of Innovations Model2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeda and H. Tanaka
    • 学会等名
      2019 12th Asian Control Conference (ASCC), Kitakyushu-shi, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Covariance of the Coefficient of the Transfer Function Estimated Via PO-MOESP Method2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ikeda and Hideyuki Tanaka
    • 学会等名
      the SICE Annual Conference 2019 September 10-13, 2019, Hiroshima, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling of Parameter Dependent Systems Using the Impulse Response and the Kernel Method2019

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Tanaka and Kenji Ikeda
    • 学会等名
      the SICE Annual Conference 2019 September 10-13, 2019, Hiroshima, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不可到達な確率系をもつ安定限界なシステムの同定2019

    • 著者名/発表者名
      池田 建司,田中 秀幸
    • 学会等名
      第6回 制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 初期状態を考慮した部分空間同定法のためのもう一つの半正定値計画問題2018

    • 著者名/発表者名
      池田 建司,田中 秀幸
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] イノベーションモデル推定のためのSDP問題における可同定性について2018

    • 著者名/発表者名
      池田建司,田中 秀幸
    • 学会等名
      第5回 制御部門マルチシンポジウム Sa43-3
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Granger causality とシステム同定2018

    • 著者名/発表者名
      田中 秀幸
    • 学会等名
      第5回 制御部門マルチシンポジウム,Fr43-2
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of linear stochastic systems taking initial state into account2017

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Tanaka, and Kenji Ikeda
    • 学会等名
      Proceedings of the SICE Annual Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 変数変換を用いたイノベーションモデル推定問題の定式化2017

    • 著者名/発表者名
      池田 建司,田中 秀幸
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会,SuF3-4
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 半正定値計画問題により初期状態を考慮した確率部分空間同定法2017

    • 著者名/発表者名
      田中 秀幸,池田 建司
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会 SuF3-5
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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