| 研究課題/領域番号 |
26420417
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
太田 有三 神戸大学, システム情報学研究科, 名誉教授 (80111772)
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| 研究分担者 |
増淵 泉 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (90283150)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 拘束系の制御 / 整定時間 / 非線形制御 / 制御系設計 / 最適化 |
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| 研究実績の概要 |
平成２８年度の研究では，概略，以下の２つの成果を得ることができた．
１）拘束系の制御の応用．整定時間を指定するサーボ系の設計法をガソリン機関の回転速度系に適用してその有効性を確認した．この方法は現時点では，制御対象が二次遅れ系として近似できる場合にのみ適用可能という制約があるが，ここで対象としたガソリン機関の回転速度系に関しては高域のゲインを抑えるような補償器を用いることによっての制約を満たすことができることを確認した．
２）制御対象が共振項を含む場合に対する検討．制御対象が共振項を含んでいても共振周波数が非常に高い場合には，上の場合のように高域のゲインを抑えるような補償器を用いることで対処でき，これは比較的容易に対処できる．一方，制御仕様によっては共振周波数に近い帯域までバンド幅を大きくする必要がある場合には，制御対象の零点を無視できないことになり，これまで提案してきた整定時間を指定するサーボ系の設計法は適用できず，共振特性の抑制も考慮した制御系の設計を検討する必要がある．平成２８年度の研究では，ノッチフィルタを用いて共振特性を抑えることにし，そのパラメータを最適化手法を用いて定めることを検討した．整定時間はパラメータに関して不連続であるので，微分を必要としない方法として，粒子群最適化法と非線形シンプレックス法を用いる方法を適用してノッチフィルタおよびI-PD制御器のパラメータを設計した．さらに，共振特性が不確かさを持つ場合に対しても，ある程度対応できることを確認している．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
（理由）
本年度は，(A) 拘束系の制御の応用，(B) 「最適な」拘束系の制御に関する理論的検討，(C) リファレンスガバナを用いる制御のオンライン計算量の低減，という３課題に関する研究を遂行することを目標にしていた．
(A)についてはガソリン機関の回転速度系への応用などで，一定の成果が得られた．
(B)についてはその予備検討として，粒子群最適化手法を用いたノッチフィルタのパラメータ決定の検討を始めたが，収束速度がそれほど速くな勝った．非線形シンプレックス法と組み合わせることでこれの改善などを試みたが，これに時間を取られたので，(B)の課題自体に関する研究はあまり前進しなかった．今後さらに他の手法との組み合わせなどにより収束速度の改善を検討する必要がある．
(C)の課題についても上のような事情により研究はあまり進展していない．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，次の２つの課題を中心に研究を進める計画である．
(A) 「最適な」拘束系の制御に関する理論的検討．これまでの研究結果から，線形系の枠内で最適な制御系が拘束系に対しては必ずしも最適にならないことがわかっている．また，この最適化問題では粒子群最適化手法は多峰性に関してはある程度対応できる感触があるが，最適解への収束速度が遅いという問題がある．これに対する方策として，非線形シンプレックス法との組み合わせの他に劣微分を用いる方法などと組み合わせて効率良く解くことを検討する．
(B) リファレンスガバナを用いる制御のオンライン計算量の低減．オンライン計算量は最大出力許容集合のファセット数に比例するが，対象システムの次元が大きくなると最大出力許容集合のファセット数が膨大になる．この結果サンプル周期内に必要な計算を完了することが困難となる．これに対して，(B-1)モデルフォロイング制御系としての実装，(B-2)最大出力許容集合の近似．の２つの観点から検討する．(B-2)は最大出力許容集合の一部の情報だけを用いて制御を行うことを検討するものである．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた理由は,現在までの達成度のところでも触れたように，最適化問題の解法の改善に非常に大きな時間を取られたため，参加予定の国際会議の論文投稿に間に合わなかったため，出席予定であった国際会議の出席を取り止めたためである．
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度は，上で述べた遅れを取り戻すべく努力し，２つの国際会議に出席する予定である．
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