| 研究課題/領域番号 |
19K04444
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
市原 裕之 明治大学, 理工学部, 専任教授 (70312072)
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| 研究分担者 |
澤田 賢治 電気通信大学, i－パワードエネルギー・システム研究センター, 准教授 (80550946)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 制御系設計 / 可到達集合 / 不連続システム / 最適化 / 制御工学 / 連続・離散システム / 大規模システム / 数値最適化 / 数式処理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世の中は時間的または空間的に離散値や連続値をとるシステムが混在しているため，個々のシステムの評価から全体システムの評価を考えることは難しい．本研究では，個々のシステムの機械的制約やシステム間の通信制約を考慮した全体システムの評価に関して，数値・数式最適化手法に基づいて，個々のシステムからのボトムアップ的な考え方で，全体システムの評価や制御系設計の方法を与える．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，動的システムの可到達集合に基づいた不連続入出力を有する制御システムの設計を目的としてきた．主な研究成果は，時変な不確かさや外乱を考慮した誤差システムに関する可到達集合を導入し，自己駆動型モデル予測制御を提案したことである．とくに，モデル予測制御の再帰的な可解性を示すことができた．また，不確かさを有する動的にシステムに対して，機会制約のあるモデル予測制御を考えた．その際に，不確かさをガウス回帰過程の結果から見積もり，確率的な可到達集合を導入し，最終的には二次錐計画問題という効率よく解くことができる問題に帰着できたことも大きな成果である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
動的なシステムには，モデル化の際の不確かさや外乱が存在しており，精度の高い制御系設計の妨げとなっている．本研究では可到達集合に着目し，不確かさや外乱のもとで状態や入力に制約のある制御系の保守性低減を達成することができた点に学術的な意義がある．また，機械学習手法を利用して可到達集合を見積もることができた点にも意義がある．これらの成果は，自動運転をはじめとする物理的な接触や衝突を回避する制御系に応用できる可能性があることに社会的な意義がある．制御系設計の際の計算量を低減できたことから，ある程度の規模の制御系にも適用が可能である．
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