| 研究課題/領域番号 |
21K14188
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 北九州市立大学 |
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研究代表者 |
池田 卓矢 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (00848319)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | スパース制御 / 最適制御 / ネットワークシステム / ノード選択 / 可制御性 / 凸最適化 / マルチエージェントシステム |
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| 研究成果の概要 |
スパース性制約下における可制御性グラミアンの最大化問題について，その最適解の数理的性質の解明と高効率な数値解法の提案を行った．まず，可制御性リアプノフ微分方程式を用いた可制御性グラミアンの表現方法を利用し，本問題がある最適制御問題として等価に表現可能であることを示した．そして，これに最大原理を適用することで，最適解の必要条件を導出した．この性質にもとづき，本問題が凸最適化問題と等価となる条件を導出した．次に，可到達集合に外接する平行体を特徴付け，これを介して近似指標の定量化を行った．本手法を用いた近似解法では，凸緩和手法による解法と比較すると解の品質は劣るが，計算量的負荷が少ない長所がある．
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| 自由記述の分野 |
制御理論
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で考察する動的スパースモデリングは理論的に新しいだけでなく，省エネルギーと通信制約を同時に最適化に取り入れた制御理論として学術的意義がある．また，本研究の応用範囲には無人航空機により構成されるマルチエージェントシステムの制御が含まれ，農業における農薬散布や航空写真の撮影等の産業的な応用のほか，巨大地震や広域火災などによる災害調査や探索などの急務かつ重要な応用がある．そのほか，ネットワークを内部に有する大規模系の設計理論は，制御理論分野のみならず情報工学や脳神経科学等の多岐にわたる分野に応用があり，その理論の確立により先端技術の発展が期待できる．
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