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2021 年度 実施状況報告書

時変ネットワークを含むサンプル値結合非線形システムの同期制御

研究課題

研究課題/領域番号 20K04538
研究機関東京都立大学

研究代表者

小口 俊樹  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (50295474)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード制御工学 / 複雑系 / 同期 / 非線形系 / サンプル値系 / ネットワーク
研究実績の概要

本研究では,サンプル値結合ネットワークシステムの同期問題について,同期を達成するために必要な結合に関する条件の導出を行うことを目的としている.本課題を3つのフェーズに分けて実施する計画となっており,2021年度は主に,2020年度に計画に先行して実施したフェーズ3(時変ネットワークにおけるサンプル値結合ネットワークにおけるサンプル値結合ネットワークシステムの同期問題)について,これまでの成果をまとめを行うとともに,フェーズ2(サンプル点間不変ネットワークにおける非周期サンプル値結合ネットワークシステムの同期問題)の検討を行った.
特に,時変ネットワークにおけるサンプル値結合ネットワークにおけるサンプル値結合ネットワークシステムの同期問題については,ハイブリッドシステムにおける安定論の考えを組み込むことで,非連結グラフを含めた時変ネットワークにおける同期条件の導出を行った.さらに,システムの非同期性に着目し,非同期サンプリング結合系の同期問題を扱い,非同期サンプリングと伝送遅延を含めたネットワークの同期条件の導出や,非同期サンプリングの下での同期の考えを応用して,分散オブザーバの設計問題を扱った.また,サンプリング結合下における同期現象の制御系設計問題への応用を行った.これらは,当初予定していなかったが,本研究での結果から派生した成果でもある.
これらの結果については,学会発表を行った他,論文投稿を進めている.

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

昨年度に計画から先行して開始したフェーズ3の課題の検討を概ね終え,フェーズ2の研究課題との関係を整理したことにより,検討の順番は異なるがほぼ計画通りの結果が得られていると判断できる.ただし,当初計画では海外の研究協力者の研究期間での実験を予定していたが,COVID-19の感染拡大により渡航しての実施が困難になったことから,数値シミュレーションのみの検討に切り替えて実施した.

今後の研究の推進方策

2022年度は2021年度につづきフェーズ2のサンプル点間普遍ネットワークにおける非周期サンプル値結合ネットワークシステムの同期問題について検討を行う.フェーズ3の結果から一部のシステムはフェーズ3の枠組みから同期条件を導出することができるが,異なるアプローチからの条件導出を試みており,得られたt結果の妥当性について数値シミュレーションによる数値実験を通して比較を行うことを予定している.また,2022年度は本研究課題の最終年度であり,3つの課題に分類した結果を整理し,本研究課題のまとめを行う予定である.

次年度使用額が生じた理由

数値シミュレーションのために並列処理可能なワークステーションの購入を予定していたが,既存のもので比較的小規模のシミュレーションにとどめ実施した.次年度での購入を予定している.また,国内外の講演会が全てオンライン実施となり,参加費等も減額されたたが,2022年度は対面の会議も予定されており,その参加費等も考慮して計画的に執行する.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] サンプル値結合によるルーリエ系の先行同期2022

    • 著者名/発表者名
      望月絢斗,小口俊樹
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌A

      巻: J105-A ページ: 18-25

    • DOI

      10.14923/transfunj.2021JAP1011

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synchronization of Coupled Nonlinear Systems via Bidirectional Sampled-data Couplings with Delay2021

    • 著者名/発表者名
      Bingyi Liu and Toshiki OGUCHI
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: 54-17 ページ: 87-92

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2021.11.030

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synchronization-Based Prediction Control for Nonlinear Systems with Parameter Uncertainties and Input Time-Delay2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Machida and Toshiki OGUCHI
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: 54-18 ページ: 157-162

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2021.11.132

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 先行同期を用いた二輪車両ロボットのマルチレートサンプリング制御2022

    • 著者名/発表者名
      小太刀竜也,小口俊樹
    • 学会等名
      第9回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
  • [学会発表] Data-Driven Network Structure Identification Via Koopman Analysis and Sparse Identification2021

    • 著者名/発表者名
      Zhuanglin Mei and Toshiki Oguchi
    • 学会等名
      2021 European Control Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Synchronization-Based Prediction Control for Nonlinear Systems with Parameter Uncertainties and Input Time-Delay2021

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Machida and Toshiki Oguchi
    • 学会等名
      6th IFAC Conference on Analysis and Control of Chaotic Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-Time Network Structure Identification Using the Koopman Operator2021

    • 著者名/発表者名
      Zhuanglin Mei and Toshiki Oguchi
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2001
    • 国際学会
  • [学会発表] 非同期サンプリング分散オブザーバの設計2021

    • 著者名/発表者名
      林田泰隆,小口俊樹
    • 学会等名
      第64回自動制御連合講演会
  • [備考] 東京都立大学制御工学研究室

    • URL

      http://ctrl.mech.se.tmu.ac.jp

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公開日: 2022-12-28  

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