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Development of Data-Collection Algorithms and Data-Driven Control Methods for Guaranteed Stabilization of Nonlinear Systems with Uncertain Equilibria and Orbits

研究課題

研究課題/領域番号 23K03913
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
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

CETINKAYA AHMET  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (60851730)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードdata-driven control / control systems / stochastic systems / Control systems / Data-driven control / Nonlinear control / Machine learning / Stochastic systems
研究開始時の研究の概要

This project aims to utilize switched stochastic systems theory, data-driven control theory, and nonlinear functional analysis to develop new data-collection algorithms and data-driven control methods that provide mathematical guarantees for stabilization of nonlinear systems.

研究実績の概要

In the initial phase of this project, there were four main research achievements.
1) Data-driven control of unknown systems: A data-driven control design method was proposed for linear systems with unknown dynamics and input quantization. This method can be used when the system model during data collection is different from the model during control execution.
2) Handling noisy data in optimization problems: A method was proposed to solve multi-objective optimization problems despite noisy data.
3) Search-based testing approaches: A method was developed to use data from a simulator to test an automated driving system.
4) Moment propagation of stochastic systems: A framework was developed to calculate the future statistical moments of the states of a stochastic system.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

This project involves using data coming from a system to learn more about it in order to develop effective controllers. Collaborations with researchers from control theory and computer science fields yielded new results in data collection approaches and new ways of using of data for learning processes and systems in optimization and testing domains.

今後の研究の推進方策

In the next term of this project, the following research topics will be the main focus:
1) Data-driven control of nonlinear systems with uncertainty will be addressed. A method that stabilizes periodic orbits will be developed.
2) Software will be developed for testing approaches that utilize data obtained from simulators.
3) Testing methods developed for automated driving systems will be expanded to cover other domains including aerial vehicles.
4) Game-theoretical analyses of multi-agent systems is an important topic that will be addressed.

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Moment propagation of polynomial systems through Carleman linearization for probabilistic safety analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Pruekprasert Sasinee、Dubut Jeremy、Takisaka Toru、Eberhart Clovis、Cetinkaya Ahmet
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 160 ページ: 111441-111441

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2023.111441

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Trust your neighbours: Handling noise in multi-objective optimisation using kNN-averaging2023

    • 著者名/発表者名
      Klikovits Stefan、Ho Thanh Cedric、Cetinkaya Ahmet、Arcaini Paolo
    • 雑誌名

      Applied Soft Computing

      巻: 146 ページ: 110631-110631

    • DOI

      10.1016/j.asoc.2023.110631

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Frenetic-lib: An extensible framework for search-based generation of road structures for ADS testing2023

    • 著者名/発表者名
      Klikovits Stefan、Castellano Ezequiel、Cetinkaya Ahmet、Arcaini Paolo
    • 雑誌名

      Science of Computer Programming

      巻: 230 ページ: 102996-102996

    • DOI

      10.1016/j.scico.2023.102996

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two-Player Incomplete Games of Resilient Multiagent Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Nugraha Yurid E.、Hayakawa Tomohisa、Ishii Hideaki、Cetinkaya Ahmet、Zhu Quanyan
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: 56 号: 2 ページ: 258-263

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2023.10.1578

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 不確かさを有する未知線形システムのデータ駆動型量子化制御2024

    • 著者名/発表者名
      Takaki Iori, Cetinkaya Ahmet, Ishii Hideaki
    • 学会等名
      第11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
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-Player Incomplete Games of Resilient Multiagent Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Nugraha Yurid E.、Hayakawa Tomohisa、Ishii Hideaki、Cetinkaya Ahmet、Zhu Quanyan
    • 学会等名
      IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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