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2016 年度 実施状況報告書

制御系のレジリエンスを評価・保証する確率的手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K18088
研究機関大阪大学

研究代表者

和田 孝之  大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (60599207)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード制御工学 / システム工学 / 数理工学 / アルゴリズム
研究実績の概要

本研究課題では,近年の制御システムが情報システムとリンクされていることにより,制御システムの不確定要因に対する頑健性についての要求しようが変化しつつあることを動機に,制御システムが持つべき頑健性についてもう一度考え直し,確率的手法をベースとしたレジリエンスを保証する制御系設計や解析の手法を構築することを目的としている.
計画2年目となる平成28年度は,目的関数の値が雑音を含んでいたとしても最適化を行うことができる有限差分確率近似法と同時摂動確率近似法について,反復回数と解の精度の関係を導出した結果を論文にまとめた.この結果はシステムのレジリエンスを考える上で基礎的な結果になると思われる.また,非凸ロバスト最適化問題としてパラメータ依存双線形行列不等式により記述される最適化問題を取り上げ,萌芽的な研究成果を口頭にて発表した.今後,現実的な制御系設計問題を対象に,この研究を進めていくためには,計算パワーを有した計算機を用意する必要があり,その他の研究の進度をみつつ進めるかどうかを検討したい.さらに,観測雑音を含む観測値からモデル集合を同定する方法についての研究を開始した.これは,観測雑音を含む観測値からシステムのダイナミクスを同定した場合,高い確率で真のモデルを含むようなモデル集合を求めるアルゴリズムを与える研究であり,レジリエンスを保証する制御系を構築するためには必要不可欠な研究であり,萌芽的な研究成果が出つつある段階である.

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

有限差分確率近似法と同時摂動確率近似法について,反復回数と解の精度の関係を導出した結果を論文にまとめた.また本年度当初の計画通り,非凸ロバスト最適化問題としてパラメータ依存双線形行列不等式により記述される最適化問題をすすめ,発表を行った.

今後の研究の推進方策

計画三年目も,制御系のレジリエンスを評価・保証する確率的手法の構築を目指し,研究を進める.特にモデル集合の同定に関する研究を進めていく.

次年度使用額が生じた理由

研究初年度に参加した国際学会が偶然,日本国内で開催であったため,執行残額が大きくなったことが理由である.

次年度使用額の使用計画

今後,研究を進めていくにあたって,強力な計算パワーを有する計算機が必要となりそうであり,その計算機を購入する費用や資料収集,研究交換の費用などにあてる予定である.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Stopping Rules for Optimization Based on Stochastic Approximation2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Wada and Yasumasa Fujisaki
    • 雑誌名

      Journal of Optimization Theory and Applications

      巻: 169 ページ: 568-586

    • DOI

      10.1007/s10957-015-0808-7

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A Randomized Algorithms for Robust BMI Optimization2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Wada
    • 学会等名
      The 48th International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Fukuoka Institute of Technology, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2016-11-04 – 2016-11-05
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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