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確率的動特性をもつ系の制御理論深化とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K04546
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
研究機関京都大学

研究代表者

細江 陽平  京都大学, 工学研究科, 講師 (50726411)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード制御工学 / 確率系 / 確率システム / 確率制御 / LMI / 確率的動特性 / ランダムポリトープ / ネットワーク化制御系 / 通信遅延 / H2制御 / ネットワーク化システム / 多目的制御 / 確率過程 / 確率論 / 線形行列不等式 / メタヒューリスティクス / フィルタリング
研究開始時の研究の概要

本研究では,確率的動特性をもつ系(システム)を制御するための理論深化と技術開発に取り組む.上記系のクラスは特殊ケースとしてパラメータが確率的に変動する系を含む.想定するすべてのパラメータ変動を尽くして性能を保証する従来のロバスト制御と比べた本研究の特色は,その変動に関する統計的情報を確率分布として解釈することで,可能性が高い変動の仕方に特化した制御を実現し,制御性能の向上を目指す点にある.

研究成果の概要

本研究では,確率的動特性をもつ系(システム)を制御するための理論深化とその応用に取り組んだ.動特性を決める確率過程がi.i.d. (independent and identically distributed) 過程で与えられる場合については,各種制御問題に対して線形行列不等式条件を導出することができた.また,確率過程を制約しない場合について,安定性を必要十分の意味で特徴づけるリアプノフ不等式の導出に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた成果のうち,一般の確率過程で動特性が決まる系に関するものについては,既知の結果を含む様々な安定性の議論を包含するものとなっており,その活用によって確率制御に関する新たな領域の開拓が可能となった.また,確率過程をi.i.d.に限定する状況下で得られた成果をネットワーク化制御系に応用できることが明らかとなり,自動車の遠隔型自動運転等の社会課題解決に貢献できることが期待される.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] LAAS-CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] <i>H</i>2 Performance Analysis and Synthesis for Discrete-Time Linear Systems With Dynamics Determined by an i.i.d. Process2023

    • 著者名/発表者名
      Hosoe Yohei、Okamoto Takashi、Hagiwara Tomomichi
    • 雑誌名

      IEEE Control Systems Letters

      巻: 7 ページ: 751-756

    • DOI

      10.1109/lcsys.2022.3224875

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ランダムな通信遅延が生じる環境下での移動体の遠隔制御2022

    • 著者名/発表者名
      KAMEOKA Shota、HOSOE Yohei
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 58 号: 9 ページ: 420-428

    • DOI

      10.9746/sicetr.58.420

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On Second-Moment Stability of Discrete-Time Linear Systems With General Stochastic Dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      Hosoe Yohei、Hagiwara Tomomichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 67 号: 2 ページ: 795-809

    • DOI

      10.1109/tac.2021.3057994

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of the Scaling Effect by Stochastic Scaling Elements2020

    • 著者名/発表者名
      NAGIRA Yuji、HOSOE Yohei、HAGIWARA Tomomichi
    • 雑誌名

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      巻: 56 号: 8 ページ: 421-423

    • DOI

      10.9746/sicetr.56.421

    • NAID

      130007889510

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linearization of expectation-based inequality conditions in control for discrete-time linear systems represented with random polytopes2020

    • 著者名/発表者名
      Hosoe Yohei、Peaucelle Dimitri、Hagiwara Tomomichi
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 122 ページ: 109228-109228

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2020.109228

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] アンサンブルカルマンフィルタを用いたパラメータ同定に基づく倒立振子の確率制御実験2023

    • 著者名/発表者名
      森山翔太,細江陽平,萩原朋道
    • 学会等名
      2022年度SICE関西支部・ISCIEシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ランダムな通信遅延環境下でのH2確率制御を用いた移動体の遠隔制御2023

    • 著者名/発表者名
      亀岡翔太,細江陽平
    • 学会等名
      第10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
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Remote control of vehicles in a random communication delay environment and experimental results2022

    • 著者名/発表者名
      S. Kameoka and Y. Hosoe
    • 学会等名
      10th IFAC Symposium on Robust Control Desig
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stochastic aperiodic control of networked systems with i.i.d. time-varying communication delays2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Hosoe
    • 学会等名
      61st IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] i.i.d.過程で動特性が決まる離散時間非線形系のContraction解析2022

    • 著者名/発表者名
      道谷優貴,細江陽平,河野佑,萩原朋道
    • 学会等名
      第65回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 確率系に対する多目的状態フィードバック制御器設計のためのLMI条件2022

    • 著者名/発表者名
      張瑞奇,細江陽平,萩原朋道
    • 学会等名
      2021年度SICE関西支部・ISCIEシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 通信遅延が指数分布を用いて表されるネットワーク系に対する予測型オブザーバ設計2022

    • 著者名/発表者名
      早瀬健浩,細江陽平,萩原朋道
    • 学会等名
      2021年度SICE関西支部・ISCIEシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] DCモータの制御実験による粒子フィルタを用いた確率制御手法の有効性検証2022

    • 著者名/発表者名
      森山翔太,細江陽平,萩原朋道
    • 学会等名
      2021年度SICE関西支部・ISCIEシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 確率系に対するゲインスケジュールド状態フィードバックのLMIに基づく設計2021

    • 著者名/発表者名
      道谷優貴,細江陽平,萩原朋道
    • 学会等名
      第65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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 確率的動特性をもつ離散時間線形系のステップ目標値に対する制御2021

    • 著者名/発表者名
      山岸凌,細江陽平,萩原朋道
    • 学会等名
      第65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
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 通信遅延が生じる環境下での移動体の遠隔制御2021

    • 著者名/発表者名
      亀岡翔太,細江陽平
    • 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] 確率的動特性をもつ離散時間系の制御2021

    • 著者名/発表者名
      細江陽平
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Metaheuristics-based approximation of two-dimensional probability distributions for stochastic systems control2020

    • 著者名/発表者名
      K. Osaki, Y. Hosoe and T. Hagiwara
    • 学会等名
      21st IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 確率的動特性をもつ離散時間系に対する有界実補題とその妥当性検証2020

    • 著者名/発表者名
      後田尚紀,細江陽平,萩原朋道
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 確率系に対する制御器設計のためのコルモゴロフ距離に基づく多次元確率分布の近似2020

    • 著者名/発表者名
      滝田大暉,細江陽平,萩原朋道
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 通信遅延が指数分布を用いて表されるネットワーク系の非周期的制御2020

    • 著者名/発表者名
      細江陽平
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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