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2023 年度 実績報告書

高信頼に遠隔機器制御するための通信と制御との統合的設計に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04485
研究機関香川大学

研究代表者

石井 光治  香川大学, 創造工学部, 教授 (50403770)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードネットワーク化制御 / 合意制御 / モデル予測制御 / 深層展開 / スケジューリング / 通信制御同時最適化
研究実績の概要

本研究では、産業ロボットやドローン等の複数機器が遠隔で、高信頼かつ高速に動作するために、無線通信と制御方法とを同時に設計(最適化)する。具体的には、A) 1つのコントローラが1つの制御対象を無線制御する場合、B) 1つのコントローラで複数機器を制御する1対多通信/制御方式、C) 複数のコントローラが複数の機器を制御する多対多通信/制御方式、D) 自律分散的に制御される機器のための自律分散的通信/制御方式、に関する研究を行った。以下に各研究課題における研究実績を概説する。
A) 1つのコントローラが1つの制御対象を無線制御する場合に関して、前年度までの通信の信頼度に応じた通信電力(通信の信頼性)と制御入力の最適化をさらに発展させ、フィードバックする情報の種類を適応的に選択する通信を行うことで、さらに信頼性の高い無線制御システムを提案した。
B) 1つのコントローラで複数機器を制御する1対多通信/制御方式の研究では、制御対象から状態をコントローラまでフィードバックする通信の制御における重要性を考慮して、通信スケジューリングの最適化とスケジューリングに合わせた制御入力の同時最適化を行なった。前年度までの研究成果を基に、計算手法の負荷を軽減する手法に関して検討した。
C) 複数のコントローラが複数の機器を制御する多対多通信/制御方式の研究では、無線通信における干渉の通信制御と干渉による通信不安定性を考慮した制御入力の設計を検討した。
D)自律分散的に制御される機器のための自律分散通信/制御方式に関しての研究では、自律分散的に移動する機器が互いに協調して動作し、1つの目的を達成する合意制御において、主に大規模ネットワークにおける制御に関する検討を行なった。具体的には深層展開技術を応用することで、データ駆動型の最適化を行うことで高速化を達成した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] An Integrated Design of Communication and Control: Communication Design for Control, and Control Design Considering Communication Uncertainties2024

    • 著者名/発表者名
      ISHII Koji
    • 雑誌名

      IEICE ESS Fundamentals Review

      巻: 17 ページ: 193~202

    • DOI

      10.1587/essfr.17.3_193

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 非同期型マルチホップ制御2023

    • 著者名/発表者名
      吉田光希,石井光治
    • 学会等名
      電子情報通信学会 高信頼制御通信研究会
  • [学会発表] 待ち時間を必要としないマルチホップ制御2023

    • 著者名/発表者名
      吉田光希,石井光治
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
  • [学会発表] 深層展開を用いたGNSS測位の性能評価2023

    • 著者名/発表者名
      山田 奈美,石井光治
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
  • [学会発表] 深層展開を用いたモデル予測制御に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      遠山 直希,石井光治
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
  • [学会発表] 複数機器の無線制御における通信スケジューリングの性能評価2023

    • 著者名/発表者名
      久保 侑也,石井光治
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
  • [学会発表] 空間変調を用いた符号領域NOMAにおけるグランドフリーアクセスの解析2023

    • 著者名/発表者名
      小野 滉貴,石井光治
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
  • [学会発表] Performance Evalution of IEEE802.15.4e based Wireless Control System2023

    • 著者名/発表者名
      尾田 啓太,石井光治
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/Koji_Ishii

  • [備考] 香川大学研究者情報サービス

    • URL

      https://www.kards.kagawa-u.ac.jp/profile/ja.f2d22fc32dcda147edc27b186c88b5bc.html

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公開日: 2024-12-25  

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