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2018 年度 実績報告書

マルチエージェントシステムに対するスパース最適制御理論の数理的検討

研究課題

研究課題/領域番号 18J15068
研究機関京都大学

研究代表者

池田 卓矢  京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
キーワードマルチエージェントシステム / ノード選択問題 / 合意制御 / スパース最適制御 / スパースモデリング / 凸最適化
研究実績の概要

本年度は,系全体の可制御性および外部入力の印加時間に注目したノード選択問題について解析を行った.可制御性能の評価指標には,可制御性グラミアンのトレースを採用した.これは状態空間において状態を各方向へ遷移させるために必要となるエネルギーの平均値に関する定量的な指標であり,この値を大きくすることで省エネルギーな制御系設計が可能となる.また,入力の印加時間は入力のL0ノルムにより表現した.こうして定義される主問題は組合せ最適化問題の一種であり,一般に求解することは計算量的に難しい.そこで,主問題を凸緩和したある最適化問題を導入し,主問題との関係性について考察し,主問題と等価となるための十分条件を証明した.この等価性により,例えば Alternating Direction Method of Multipliers などの高速解法を適用することが可能である.以上の成果は,IEEE Conference on Decision and Control にて,国際会議論文として発表した.
また,スパースな分散制御器を生成する合意制御則への応用結果を,IEEE Transactions on Control of Network Systems にて発表した.さらに,線形システムに対するスパース最適制御解の特徴についても解析し,IEEE Transactions on Automatic Control や Automatica などの国際トップジャーナルにて発表した.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Maximum Hands-off Distributed Control for Consensus of Multi-Agent Systems with Sampled-data State Observation2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Takuya, Nagahara Masaaki, Kashima Kenji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Control of Network Systems

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1109/TCNS.2018.2880296

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Sparse Optimal Control for General Linear Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Takuya, Kashima Kenji
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 64 ページ: 2077~2083

    • DOI

      10.1109/TAC.2018.2863220

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-optimal hands-off control for linear time-invariant systems2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Takuya, Nagahara Masaaki
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 99 ページ: 54~58

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.automatica.2018.10.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sparsity-Constrained Controllability Maximization With Application to Time-Varying Control Node Selection2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Takuya, Kashima Kenji
    • 雑誌名

      IEEE Control Systems Letters

      巻: 2 ページ: 321~326

    • DOI

      10.1109/LCSYS.2018.2833621

    • 査読あり
  • [学会発表] Sparse optimal feedback control for continuous-time systems2019

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Takuya, Kashima Kenji
    • 学会等名
      European Control Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Sparsity-constrained controllability maximization with application to time-varying control node selection2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Takuya, Kashima Kenji
    • 学会等名
      IEEE Conference on Decision and Control
    • 国際学会
  • [学会発表] Path planning for linear systems based on sparsity-in-time2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Takuya, Kashima Kenji
    • 学会等名
      SICE Annual Conference
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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