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2023 年度 研究成果報告書

偏微分作用素環上の数式処理を用いた非線形システムの推定・制御器設計理論

研究課題

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研究課題/領域番号 21K21285
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1001:情報科学、情報工学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

庵 智幸  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 助教 (00908410)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2024-03-31
キーワード非線形システム / Hamilton-Jacobi方程式 / 数式処理 / 代数的手法 / 偏微分方程式 / D加群
研究成果の概要

非線形システム制御理論において非常に重要な偏微分方程式であるHamilton-Jacobi方程式(HJ方程式)が,特定の条件のもとで,有限個のパラメータ決定問題に帰着できることを示した.また,このパラメータ決定問題が高々有限個の代数方程式で表現可能であることを示した.さらに,HJ方程式の近似解法である逐次ガラーキン法を微分・差分作用素の数式処理で効率化し,複雑な非線形関数の積分で表されるパラメータを高速に求めるアルゴリズムを提案した.

自由記述の分野

制御理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

非線形システム制御理論においてHamilton-Jacobi方程式(HJ方程式)は単なる安定化制御のみならず,非線形システムの最適制御,ロバスト制御などの基礎となる非常に重要な偏微分方程式である.本研究の成果は,解の存在条件などまだ未解明な部分は残るものの,このHJ方程式を代数方程式という非常に簡単に解けるクラスの問題にまで帰着させたという点で学術的に大きな意義がある.また,その計算が数式処理アルゴリズムとして実装できるという点も実用上非常に重要である.さらに,HJ方程式の既存の数値解法に数式処理を組み合わせることで計算の効率化が達成できた点についても,本研究のアプローチの有用性を示している.

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公開日: 2025-01-30  

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