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2015 年度 実施状況報告書

通信制約のある複雑環境下で協調行動を自動生成する分散型適応学習システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 26420433
研究機関統計数理研究所

研究代表者

宮里 義彦  統計数理研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (30174155)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード制御理論 / 適応学習制御 / 非線形制御
研究実績の概要

人間と機械の調和を目的とする自動制御の最終目標は,制御系の自動設計と自動調整機能を有する適応制御とされているが,これまで十分な研究成果は得られていない.本研究では適応学習制御方式への要請を考慮して,大規模で複雑な構造を有する多体系に対して,特に相互の通信制約を考慮しつつ,部分的な情報のみを用いる分散型のフィードバック制御でシステム全体を統合化して,協調行動を実現する適応学習制御手法の基本原理を構築することを目的とする.これにより適応学習制御,制御理論,知的制御の従来の枠を拡張するだけでなく,大規模で複雑な多体系の協調行動の実現という観点を通して,関連する分野(システム科学,情報科学,制御工学)を統合する新たな研究分野の創成とその理論体系の整備も視野に含めている.
今年度も引き続き力学系を構成要素として含む大規模系(多体系)に対して,ネットワークグラフを用いて表される相互の通信制約を考慮して,特定の物体に対して自立的に合意形成制御を実現する非線形適応H∞制御方式の構築を行った.システムパラメータや適応機構の不確定性,および相互情報の不完全な伝達などを,非線形H∞制御問題の外乱として定式化し,適応制御と非線形制御により安定性を確保しつつ,制御システム全体の性能を厳密に指定できる設計論の開発を開発し成果としてまとめた.
さらに基本的な設計法を内部状態に時間遅れが存在する場合や入力に未知の非線形特性が存在する場合に拡張するだけでなく,追従すべきリーダーの生成モデルを利用して漸近安定性が達成される合意形成制御方式を新たに開発した.以上の方式は無向グラフ上で通信制約が規定される方式を前提とした議論であるが,次にこれを有向グラフ上で通信が規定される問題設定での議論に拡張して,基本的な設定のもとで有向グラフ上の通信制約下の合意形成制御を実現する非線形適応H∞制御方式の構築を行った.

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

特定の線形系に対する合意形成制御から本研究テーマを開始し,その後,内部状態に時間遅れのある場合や入力非線形特性に対する処理の考察,漸近安定性を達成する合意形成制御などへと,対象についても制御手法についても範囲を広げるだけでなく,さらに通信構造が有向グラフで規定される場合の設計法についても基本的な結果を得て,それぞれについて新たな制御方式を開発している.

今後の研究の推進方策

これまでと同様に様々な対象についてフォーメーション制御やコンセンサス制御に代表されるマルチエージェントシステムの制御方式を開発しその動作を解析するとともに,有向グラフ上の合意形成制御方式の拡張,無限次元系や一般線形系,離散事象システムなどについても考察の対象を広げて,同様の調和行動実現のための制御原理を構築する研究を継続する.

次年度使用額が生じた理由

海外出張においてディスカウントの航空券の利用に努めた結果、出張旅費の軽減化が可能になったため.

次年度使用額の使用計画

次年度の出張旅費(国内外)に組み込んで支出予定である.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Asymptotically Stable Adaptive Consensus Control of Multi-Agent Systems Based on H∞ Control Criterion2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Miyasato
    • 雑誌名

      Proceedings of 10th Asian Control Conference (ASCC 2015)

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive H∞ Consensus Control of Multi-Agent Systems with Time Delays2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Miyasato
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE Annual Conference 2015

      巻: - ページ: 714/719

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive H∞ Consensus Control of Multi-Agent Systems Preceded by Input Nonlinearities2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Miyasato
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2015 IEEE Control Systems Society; Multi-conference on Systems and Control (MSC 2015)

      巻: - ページ: 670/675

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inverse Optimal Adaptive Consensus Control of Multi-Agent Systems Based on H∞ Control Criterion2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Miyasato
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration (JCMSI)

      巻: 8 ページ: 341/347

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptive H∞ Consensus Control of Multi-Agent Systems on Directed Graph2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Miyasato
    • 雑誌名

      Proceedings of 54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2015)

      巻: - ページ: 7592/7597

    • 査読あり
  • [学会発表] 漸近安定性を達成するマルチエージェント系の適応H∞コンセンサス制御~有向グラフの場合~2016

    • 著者名/発表者名
      宮里義彦
    • 学会等名
      計測自動制御学会制御部門第3回マルチシンポジウム
    • 発表場所
      南山大学(名古屋)
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-07
  • [学会発表] Adaptive H∞ Consensus Control of Multi-Agent Systems on Directed Graph2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Miyasato
    • 学会等名
      54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2015)
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪)
    • 年月日
      2015-12-18 – 2015-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 非線形入力特性を有するマルチエージェント系の適応H∞コンセンサス制御2015

    • 著者名/発表者名
      宮里義彦
    • 学会等名
      第58回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      神戸大学(神戸)
    • 年月日
      2015-11-15 – 2015-11-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Adaptive H∞ Consensus Control of Multi-Agent Systems Preceded by Input Nonlinearities2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Miyasato
    • 学会等名
      2015 IEEE Control Systems Society; Multi-conference on Systems and Control (MSC 2015)
    • 発表場所
      マンリー(オーストラリア)
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive H∞ Consensus Control of Multi-Agent Systems with Time Delays2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Miyasato
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2015
    • 発表場所
      杭州(中国)
    • 年月日
      2015-07-30 – 2015-07-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymptotically Stable Adaptive Consensus Control of Multi-Agent Systems Based on H∞ Control Criterion2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Miyasato
    • 学会等名
      10th Asian Control Conference (ASCC 2015)
    • 発表場所
      コタキナバル(マレーシア)
    • 年月日
      2015-06-02 – 2015-06-02
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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