• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

モデルベースト制御における機械学習とダイナミクスの融合に向けての基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04211
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

足立 修一  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40222624)

研究分担者 丸田 一郎  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20625511)
井上 正樹  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (80725680)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード制御 / システム同定 / 機械学習 / 自動車 / 非線形システム / 物理的特性 / 能動学習 / ガウス過程回帰 / 閉ループシステム同定 / 二次電池 / 制御工学 / カルマンフィルタ / ダイナミクス
研究成果の概要

ロバスト制御やモデル予測制御などのようなモデルに基づく制御(Model-Based Control: MBD)やカルマンフィルタのようなモデルに基づく状態推定を行うためには,対象の高精度な数学モデルが必要になる。本研究では,データに基づく機械学習とダイナミクスを考慮した制御理論を融合することにより,新たなモデリングの方法論の構築を目指した。具体的に,自動車用エンジンや電気自動車用リチウム二次電池などといった非線形性の強い対象のモデリング問題を検討した。エンジンに対しては能動学習を用いたエンジンデータ収集の方法を検討した。二次電池に対しては電池の通電抵抗を適応的に推定する新しい方法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

対象とするプラントの入出力データを利用してモデリングを行う方法として,制御の分野ではシステム同定理論が研究されている。一方,AIの機械学習の分野においても,データからモデリングを行う方法が活発に研究されて注目を集めている。システム同定の対象は動的線形システムであり,機械学習の対象は非線形静的システムが主な対象である。両者の担当分野は異なり,互いの得意不得意も存在する。システム同定と機械学習を融合すれば相補的な強力なモデリング法が誕生することが期待される。本研究では,モデリングの新しい分野を開拓し,実用に供するモデリング法を検討しており,その社会的意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] μ-マルコフモデルを用いた自動車用二次電池の内部インピーダンスの推定2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木理沙子,川口貴弘,丸田一郎,足立修一,片芝惇平,長村謙介
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: Vol.56 ページ: 67-69

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ガウス過程回帰に基づく能動学習による自動車エンジンのシリンダの吸入空気量のモデリング2021

    • 著者名/発表者名
      蟹江将哲,上野将樹,足立修一
    • 学会等名
      SICE 第8回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ガウス過程回帰を用いた残差学習による自動車エンジンのシリンダ吸入空気量推定2020

    • 著者名/発表者名
      蟹江将哲,丹羽慶始,足立修一, 上野将樹,堤 優二郎,山田雄輝,豊嶋弘
    • 学会等名
      第 64 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
      2020 実績報告書
  • [学会発表] μ-マルコフモデルを用いた二次電池の内部インピーダンスの逐次推定2020

    • 著者名/発表者名
      大山隆景,佐々木理沙子,丸田一郎, 足立修一,片芝惇平,長村謙介
    • 学会等名
      第 64 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
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 物理的特性を考慮した過給ガソリンエンジンの非線形システム同定2020

    • 著者名/発表者名
      上野将樹,足立修一
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ベクトル型忘却要素を用いた時変インピーダンスの逐次推定2020

    • 著者名/発表者名
      大山隆景,足立修一,丸田一郎,片芝惇平
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] System Identification of Rechargeable Batteries in Vehicles using Semi-parametric Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Risako Sasaki, Takahiro Kawaguchi, Ichiro Maruta, Shuichi Adachi, Jumpei Katashiba, and Kensuke Osamura
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ロバスト MPC による自動車エンジンのトルク制御系設計2019

    • 著者名/発表者名
      原 啓太,八田羽謙一,足立修一,上野将樹,堤優二郎,山田雄輝,豊嶋弘和
    • 学会等名
      SICE 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] μ-マルコフモデルを用いた自動車用二次電池のシステム同定2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木理沙子 ,川口貴弘, 丸田一郎,足立修一,片芝惇平,長村謙介
    • 学会等名
      SICE 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

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi