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2020 年度 実績報告書

モデルベースト制御における機械学習とダイナミクスの融合に向けての基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04211
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

足立 修一  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40222624)

研究分担者 丸田 一郎  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20625511)
井上 正樹  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (80725680) [辞退]
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードシステム同定 / 物理的特性 / 自動車 / 能動学習
研究実績の概要

前年度に引き続いて,対象の入出力データだけでなく,対象がもつ物理的特性や対象の構造を活用したシステム同定に関する研究を継続した。
まず,ガウス過程回帰(Gaussian Process Regression: GPR)を用いた能動学習(active learning)について検討した。まず,従来法であるActive Learning McKay(ALM)とActive Learning Cohn(ALC)の比較を行った。その比較結果より,汎化能力をもつALCを改良した新しい能動学習法を考案し,自動車のガソリンエンジンの吸気制御系のモデリング問題に適用した。吸気システムは燃焼を含むため,非線形性が強く,自動車エンジンの中でもモデリングが難しいことが知られている。そのため,非線形性を考慮したモデリング法の開発が望まれている。現段階では,実車データに対する適用検討まで進むことはできなかったが,エンジンモデルを用いた数値シミュレーションにおいて,非線形性の強い対象に対する提案法の有効性を確認した。
つぎに,電気自動車やハイブリッド自動車用の二次電池のモデリングについて検討した。今年度は,電池から電力をどれだけ多く出し入れできるかという充放電可能電力(State-Of-Power: SOP)に着目して研究を進めた。SOPを特徴づける物理量に二次電池のT秒抵抗値がある。T秒抵抗値をμ-マルコフモデルと用いてオンラインで推定する方法を提案した。そして,実電池の実験データを用いて提案法の有効性を明らかにした。
以上のように,自動車エンジンや自動車用二次電池を具体的な対象として,実際に測定されるデータだけでなく,対象の物理的特性を考慮したシステム同定法について研究した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] ガウス過程回帰に基づく能動学習による自動車エンジンのシリンダの吸入空気量のモデリング2021

    • 著者名/発表者名
      蟹江将哲,上野将樹,足立修一
    • 学会等名
      SICE 第8回制御部門マルチシンポジウム
  • [学会発表] ガウス過程回帰を用いた残差学習による自動車エンジンのシリンダ吸入空気量推定2020

    • 著者名/発表者名
      蟹江将哲,丹羽慶始,足立修一, 上野将樹,堤 優二郎,山田雄輝,豊嶋弘
    • 学会等名
      第 64 回システム制御情報学会 研究発表講演会
  • [学会発表] μ-マルコフモデルを用いた二次電池の内部インピーダンスの逐次推定2020

    • 著者名/発表者名
      大山隆景,佐々木理沙子,丸田一郎, 足立修一,片芝惇平,長村謙介
    • 学会等名
      第 64 回システム制御情報学会 研究発表講演会
  • [学会発表] 物理的特性を考慮した過給ガソリンエンジンの非線形システム同定2020

    • 著者名/発表者名
      上野将樹,足立修一
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会
  • [学会発表] ベクトル型忘却要素を用いた時変インピーダンスの逐次推定2020

    • 著者名/発表者名
      大山隆景,足立修一,丸田一郎,片芝惇平
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会

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公開日: 2021-12-27  

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