| 研究課題/領域番号 |
19K23519
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北九州市立大学 |
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研究代表者 |
池田 卓矢 北九州市立大学, 国際環境工学部, 講師 (00848319)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | マルチエージェントシステム / 分散制御 / スパースモデリング / 最適制御 / 凸最適化 / ネットワーク化制御 / スパース制御 / 最適制御理論 / 省エネルギー / 最適化理論 / 超スマート社会 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，分散制御系のための新しい省エネルギー技術として，制御入力の休止時間量（制御の値が０である時間区間の長さ）に注目したスパース分散最適制御を提案する．具体的には，以下の研究計画に基づき，その理論の構築と実機実験による有効性の検証を行う．
（１）フォーメーション制御問題に対するスパース分散最適制御の理論的設計
（２）スパース分散最適制御のための高速アルゴリズムの開発
（３）無人航空機を用いた省エネルギーの検証実験
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| 研究成果の概要 |
近年，新しい省エネルギー技術として，制御入力の休止区間を最大化するスパース最適制御が提唱され，注目されている．燃料量に強い制約をもつ分散制御系への応用が望まれるが，そのための設計理論はほとんど未解明である．そこで，本研究では省エネルギーの観点から分散制御系のためのスパース最適制御理論の構築を行なった．モデル予測制御の概念を導入し，各サンプリング時刻上でスパース最適制御を用いて軌道計画を行う分散制御アルゴリズムを導出した．提案アルゴリズムはエージェント間の角度情報に基づいており，隊形の縮小や拡大といったスケールに関する自由度を持つ．解析的な最適制御則を陽に特徴づけ，数値計算負荷の低減化を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で提案する分散制御則の一つの特徴として，エージェント間の角度情報に注目していることが挙げられる．これにより，周囲の状況に応じて柔軟にスケールを制御することが可能である．また，本研究活動を通じて，時間的スパース性と空間的スパース性を同時に考慮した，学術的に新しい最適化問題を提案している．その最適解の必要条件や，効率的な数値計算手法の獲得に成功している．
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