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2016 年度 実績報告書

超大規模複雑ネットワーク系の制御のための基本原理

研究課題

研究課題/領域番号 26249062
研究機関東京工業大学

研究代表者

井村 順一  東京工業大学, 工学院, 教授 (50252474)

研究分担者 早川 朋久  東京工業大学, 工学院, 准教授 (30432008)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード制御理論 / ネットワーク / モデリング / バイオネットワーク / 交通ネットワーク
研究実績の概要

これまで研究成果を踏まえて,引き続き,1.大規模ネットワーク系の可制御ネットワークモデル抽出のための基本解法の拡張と大規模計算に向けた検討,および,2.バイオネットワークモデル,交通流ネットワーク制御モデルそれぞれに特化した基礎理論検討,について実施した.具体的には下記のとおりである.
1.これまで開発してきた,可制御ネットワークモデル抽出の基本解法を制御系設計モデルの視点から見直し,ネットワークの各サブシステムの多次元化や非線形化に対して、その制御性能の観点からの解法について検討した.
2.バイオネットワークモデルでは,これまで開発してきたポジティブ2次システムという一般的非線形モデルを用いて,近似線形化することなく上記の1の手法を適用する課題に取り組んだ.そのため,まず,モデル近似誤差を示す評価値としてL1ノルムを利用することとし,さらにバイオ特有の入力信号に注目することで,評価用の入力を制限し計算の効率化を行った.つぎに,バイオネットワーク系の一つである23次元EGFR信号伝達系に適用し,小規模ではあるが,おおむね当初予定された結果が得られた.また本モデルをオブザーバ設計に適用し,その有効性を検討した.一方,交通ネットワーク制御モデルでは,車ー車間通信や車ーインフラ間通信などで通信できない車が含まれる交通量の状態推定に関する手法を開発するとともに,ヒューマンドライバーによる車と自動運転の車が存在する場合の交差点上での自動交差を可能とする信号機制御の一手法やネットワーク上の通信路を想定したイベント駆動型の適応制御手法について開発した.

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

本年度も引き続き,多面的な視点から複雑かつ大規模なネットワークシステムモデルの特性を調べ,バイオや交通流ネットワークを例にして問題設定や解法などの基本的な枠組みを構築することが目的であった.特に,可制御ネットワークモデル抽出のための非線形化に関してはその実現の困難さをバイオネットワークモデルの数値的な観点から検証できた.今後はこの検証をもとに,非線形化への方向性を探る予定である.交通流ネットワークモデルの簡略モデルによる状態推定に関しては非常に良好な結果が得られている.以上,非線形化に関してはやや課題が残るものの,概ね予定通りに研究が進展していると考える.

今後の研究の推進方策

次年度は,最終年度として、昨年度までに開発してきた大規模かつ複雑なネットワーク系の可制御ネットワークモデル抽出の解法を総括する。また、バイオネットワーク系で提案したポジティブ2次システムや,交通流ネットワーク系で提案している制御モデルにおける有用性を非線形性への対処法も含めて様々な視点から総括する.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 特異摂動によるポジティブ2次システムモデリング2017

    • 著者名/発表者名
      岡本有司,井村順一,岡田眞理子
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 53 ページ: 251-259

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ポジティブ2次システムによる細胞内分間相互作用の表現2016

    • 著者名/発表者名
      岡本有司, 井村順一,岡田眞理子
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 52 ページ: 368-375

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Adaptive control for linear uncertain discrete-time systems with event-triggered mechanisms2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Ogawa, Tomohisa Hayakawa
    • 学会等名
      IFAC World Congress
    • 発表場所
      Toulouse, France
    • 年月日
      2017-07-09 – 2017-07-14
    • 国際学会
  • [学会発表] ポジティブ2次システムの解析2017

    • 著者名/発表者名
      岡本有司, 井村順一, 岡田眞理子
    • 学会等名
      第4回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-09
  • [学会発表] ポジティブ2次システムのL1ゲイン2016

    • 著者名/発表者名
      岡本有司, 井村順一, 岡田眞理子
    • 学会等名
      第 59 回 自動制御連合講演会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2016-11-10 – 2016-11-12
  • [学会発表] ポジティブ2次システムのL1ゲイン2016

    • 著者名/発表者名
      岡本有司, 井村順一, 岡田眞理子
    • 学会等名
      計測自動制御学会 制御部門制御理論合宿2016
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-12

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公開日: 2018-01-16  

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