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深層学習の諸技術を応用したデータ駆動型制御系設計

研究課題

研究課題/領域番号 17K06498
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
研究機関山口大学

研究代表者

若佐 裕治  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (60263620)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード制御系設計 / 深層学習 / データ駆動制御 / データ駆動型制御 / 最適化
研究成果の概要

本研究では、近年発展が著しい深層学習(Deep Learning)の諸技術をデータ駆動型制御系設計法に適用し、その実用性と汎用性の向上を目的として、最新のニューラルネットワーク構造を用いた制御器とそのデータ駆動型調整法を開発した。また、深層強化学習の応用によって、参照モデルの設定を不要とするデータ駆動型制御系設計法の開発を行うとともに、その際に必要となる制御性能評価の過程を高速化するための応答予測法を開発した。さらに、制御技術者の制御特性評価を代替するニューラルネットワークによる評価モデルの構築方法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、データをいかに上手く扱うかという技術である「データサイエンス」、そして人工知能の急速な発展を支える技術である「深層学習」という、科学技術において近年注目された二つの技術を制御工学分野で応用、発展させたという点で学術的意義があると考えられる。また、高度な理論の知識を必要とせず、複雑なシステムを統一的に扱える制御系設計の枠組みを構築することは、実用性の高い技術の開発という観点から社会的意義があると考えている。

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

    (34件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Data-Driven Tuning of LSTM Controllers for Systems with Nonlinearities2021

    • 著者名/発表者名
      Yuji Wakasa, Kyosuke Nakatani, Shoichi Murakami, and Ryosuke Adachi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報

      巻: 15 号: 05 ページ: 421

    • DOI

      10.24507/icicel.15.05.421

    • ISSN
      1881-803X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Data-driven tuning of ESN controllers for systems with nonlinearities2021

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Murakami, Kyosuke Nakatani, Yuji Wakasa, and Ryosuke Adachi
    • 雑誌名

      Proc. SICE Annual Conference 2021

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solution to DC optimal power flow problems with demand response via distributed asynchronous primal-dual algorithms2020

    • 著者名/発表者名
      Eiji Masuda, Yusuke Matsuda, Yuji Wakasa, and Ryosuke Adachi
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 13 号: 3 ページ: 66-72

    • DOI

      10.9746/jcmsi.13.66

    • 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] On minimum time control for dynamical transportation using ADMM2020

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Adachi, Yuji Wakasa, and Koichi Kobayashi
    • 雑誌名

      Proc. 21st IFAC World Congress

      巻: VI199-01.18

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous-time algorithm for consensus optimization over P2P networks2020

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Adachi and Yuji Wakasa
    • 雑誌名

      Proc. SICE Annual Conference 2020

      巻: - ページ: 513-516

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Continuous-time consensus optimization via fully distributed dual decomposition2020

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Adachi and Yuji Wakasa
    • 雑誌名

      Proc. SICE International Symposium on Control Systems 2020

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 完全分散型高速化ADMMによる直流最適潮流問題の解法2019

    • 著者名/発表者名
      松田佑介, 若佐裕治
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 139 号: 6 ページ: 725-731

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.139.725

    • NAID

      130007657662

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2019-06-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fully-distributed accelerated ADMM for DC optimal power flow problems with demand response2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Matsuda, Yuji Wakasa, and Eiji Masuda
    • 雑誌名

      Proc. 12th Asian Control Conference

      巻: - ページ: 740-745

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solution to DC optimal power flow problems via distributed asynchronous primal-dual algorithms2019

    • 著者名/発表者名
      Eiji Masuda, Yusuke Matsuda, and Yuji Wakasa
    • 雑誌名

      Proc. SICE Annual Conference 2019

      巻: - ページ: 1408-1411

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Data-driven tuning for LSTM recurrent neural network-based controllers2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Wakasa and Katsuya Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. SICE Annual Conference 2018

      巻: - ページ: 1476-1479

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 緩やかな変化を考慮した粒子群最適化による太陽光発電システムの最大電力点追従制御2018

    • 著者名/発表者名
      志賀大輔, 若佐裕治, 中村 龍
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 31 ページ: 250-256

    • NAID

      130007484328

    • 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] Fully-distributed accelerated ADMM and its application to DC optimal power flow problems,2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Matsuda and Yuji Wakasa
    • 雑誌名

      Proc. SICE Annual Conference 2018

      巻: - ページ: 23-26

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controller tuning and nonlinear compensation based on multilayer neural networks2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Wakasa, Nobuyuki Yamamoto, and Katsuya Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. SICE Annual Conference 2017

      巻: - ページ: 244-248

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] エコーステートネットワークを用いたオンライン型データ駆動制御2021

    • 著者名/発表者名
      磯兼優治, 村上将一, 若佐裕治, 足立亮介
    • 学会等名
      第30回計測自動制御学会中国支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] データ駆動制御に関する最近の研究動向2021

    • 著者名/発表者名
      若佐裕治
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会, 計測・制御・システム分野における産学若手交流セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非同期交互方向乗数法の高速化と直流最適潮流問題への応用2021

    • 著者名/発表者名
      宮城 詢, 若佐裕治, 足立亮介
    • 学会等名
      第8回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 人口移動を含むSIRモデルのネットワーク構造に基づいた安定解析2021

    • 著者名/発表者名
      足立亮介, 田中大介, 若佐裕治
    • 学会等名
      第8回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 二次ダイナミクスを有するマルチエージェントシステムのネットワーク構造に基づく安定化2020

    • 著者名/発表者名
      川本祐輔, 足立亮介, 若佐裕治
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形要素を含む制御対象のデータ駆動型応答予測2020

    • 著者名/発表者名
      加藤秀一, 若佐裕治, 足立亮介
    • 学会等名
      第29回計測自動制御学会中国支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形要素を考慮したLSTMによるデータ駆動型制御器調整2020

    • 著者名/発表者名
      仲谷享輔, 若佐裕治, 足立亮介
    • 学会等名
      第29回計測自動制御学会中国支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習による制御特性の評価モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤穂波, 若佐裕治
    • 学会等名
      第63回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 最適制御に基づくグラフ上の動的輸送問題の解法2019

    • 著者名/発表者名
      足立亮介, 若佐裕治, 小林孝一
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プレフィルタを適用した制御系の応答予測2019

    • 著者名/発表者名
      佐倉 康, 若佐裕治, 足立亮介
    • 学会等名
      第28回計測自動制御学会中国支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ADMMを用いたグラフ上の動的輸送2019

    • 著者名/発表者名
      足立亮介, 若佐裕治, 小林孝一
    • 学会等名
      システム数理と応用研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 交互方向非厳密ニュートン法を用いた直流最適潮流問題の高速分散解法2019

    • 著者名/発表者名
      宮城 詢, 松田 佑介, 舛田 栄次, 若佐 裕治, 足立 亮介
    • 学会等名
      第7回計測自動制御学会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] 強化学習を用いた制御器パラメータの自動調整と実験検証2019

    • 著者名/発表者名
      村上将一, 山本克也, 若佐裕治
    • 学会等名
      第6回計測自動制御学会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] 深層学習による制御器パラメータ調整2018

    • 著者名/発表者名
      西田将志, 山本克也, 若佐裕治
    • 学会等名
      第35回センシングフォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 強化学習を用いた制御器パラメータの自動調整2018

    • 著者名/発表者名
      山本克也, 川本郁也, 西田将志, 若佐裕治
    • 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] 非線形要素をもつ制御対象の応答予測に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      川本郁也, 山本克也, 若佐裕治
    • 学会等名
      第27回計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 完全分散型高速化ADMMによる直流最適潮流問題の解法2018

    • 著者名/発表者名
      松田佑介, 若佐裕治
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ベイズ最適化による太陽光発電の最大電力点追従制御2018

    • 著者名/発表者名
      原田 守, 若佐裕治
    • 学会等名
      第35回センシングフォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] LSTMニューラルネットワーク制御器のデータ駆動型調整2018

    • 著者名/発表者名
      若佐裕治, 山本克也
    • 学会等名
      第5回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ドローン制御のためのシステム構成と制御器調整2017

    • 著者名/発表者名
      若佐裕治, 桑原智生
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] LSTMニューラルネットワークによる制御器調整2017

    • 著者名/発表者名
      山本克也, 若佐裕治
    • 学会等名
      第26回計測自動制御学会中国支部学術講演会
    • 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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