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ダイナミックモデルの構築・管理・更新のための方法論の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 22K04816
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27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

金 尚弘  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60735504)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードモデリング / 閉ループ同定 / プロセスシステム工学 / モデル予測制御 / 信頼性評価 / システム同定
研究開始時の研究の概要

今後のプロセス制御では,めまぐるしく変化するマクロな市場環境に対応しつつ,個別の消費者の希望に応じて,高品質な製品を作るといった,より高度な技術が求められる.しかし,現在主流のPID制御では,上記のような制御は実現できない.そこで,各種制約条件を陽に考慮しながら,プロセスの動特性を表現できるモデルに基づく制御(MPC)を行う.MPCについて盛んに研究がなされてきたが,その性能を決定づけるモデルの構築方法は未確立である.もしくは,既存の理論は現実離れした状況下で展開されており,実社会での利用に耐えない.本研究では,モデルのライフサイクル全体を対象として,理論と実践に裏付けされた方法論を確立する.

研究実績の概要

本研究の計画段階では,5つのテーマに取り組む予定であった.2023年度には,申請書に記載のテーマ1と5に主に取り組んだ.

テーマ1では,既存の研究では,モデル構築に利用できるサンプル数が無限であるという非現実的な仮定のもとでの理論が多く展開されていることに対して,本研究ではサンプル数が現実的な値において利用できる方法を提案した.

テーマ5では,テーマ1で開発した手法を化学プラントを模したシミュレーターおよび3つのタンクからなる実験設備に適用することで,提案手法の有用性,妥当性が高いことが確認できた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新生児の計画と実績が概ね同じと見なせるため.

今後の研究の推進方策

テーマ2と4についての研究を進める.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Technical University of Ilmenau(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Ilmenau(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Targeted excitation and re-identification methods for multivariate process and model predictive control2024

    • 著者名/発表者名
      Masanori Oshima, Sanghong Kim, Yuri A.W. Shardt, Ken-Ichiro Sotowa
    • 雑誌名

      Journal of Process Control

      巻: 136 ページ: 103190-103204

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Extenstion of Sign-Perturbed Sums Method to Multivariate Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Masanori Oshima, Sanghong Kim, Yuri A. W. Shardt, Ken-Ichiro Sotowa
    • 学会等名
      Foundations of Computer-Aided Process Operations/Chemical Process Control 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective Re-identification of Multivariate Process under Model Predictive Control Using Information from Plant-Model Mismatch Detection2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Oshima, Sanghong Kim, Yuri Shardt, Ken-Ichiro Sotowa
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Process Systems Engineering (PSE 2021+),
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 閉ループ同定により構築される多変数モデルのSPS法による信頼性評価2022

    • 著者名/発表者名
      大島正則,金尚弘,Shardt Yuri,外輪健一郎
    • 学会等名
      化学工学会第53回秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://yuri.shardt.me/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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