• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

スパース最適制御理論によるバイオメカニクスのためのスパースモデリング

公募研究

研究領域スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成
研究課題/領域番号 26120521
研究機関京都大学

研究代表者

永原 正章  京都大学, 情報学研究科, 講師 (90362582)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードスパースモデリング / 最適制御 / 凸最適化 / 離散値性
研究実績の概要

スパースモデリングのアイデアと制御理論を融合させた「動的スパースモデリング」を提案し,微分方程式または差分方程式で表される動的モデルの入出力のサンプル値からもとの連続時間信号を推定する新しい手法を提案した.もとの連続時間信号に対して,そのスパース性(関数としての台の長さが短い性質)を仮定したうえで,L1最適制御理論により解を導出できることを示した.L1最適制御問題は適切な離散化のもと,有限次元の凸計画問題として記述できるため,近接分離法など,スパースモデリングの分野で近年発展した高速アルゴリズムを使うことができる.また,理論的には動的モデリングにおける最適制御問題の解の一意性や存在性などを証明した.
バイオメカニクスへの応用に関しては,鳥の波状飛行のメカニズムが動的スパースモデリングで説明可能であることを発見し,山階鳥類研究所の協力のもとで波状飛行メカニズムの理解が飛躍的に向上した.
また,スパース性のアイデアを「離散値性」に拡張し,離散的な値をとるような連続時間信号の推定問題にも動的スパースモデリングの手法が使えることを示した.また,この定式化により,特にネットワーク化制御系で重要なAD変換における離散化誤差をゼロにするような制御系設計が可能になることも示した.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Paderborn(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University of Paderborn
  • [国際共同研究] Aalborg University(Denmark)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      Aalborg University
  • [国際共同研究] Indian Institute of Technology Bombay(India)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      Indian Institute of Technology Bombay
  • [国際共同研究] Melbourne University(Australia)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      Melbourne University
  • [国際共同研究] University of Pennsylvania(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Pennsylvania
  • [雑誌論文] Digital repetitive controller design via sampled-data delayed signal reconstruction2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nagahara and Y. Yamamoto
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 65 ページ: 203-209

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2015.11.029

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Value function in maximum hands-off control for linear systems2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ikeda and M. Nagahara
    • 雑誌名

      Automatica

      巻: 64 ページ: 190-195

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2015.10.043

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Maximum hands-off control: a paradigm of control effort minimization2016

    • 著者名/発表者名
      M. Nagahara, D. E. Quevedo, and D. Nesic
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 61 ページ: 735-747

    • DOI

      10.1109/TAC.2015.2452831

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Discrete signal reconstruction by sum of absolute values2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nagahara
    • 雑誌名

      IEEE Signal Processing Letters

      巻: 22 ページ: 1575-1579

    • DOI

      10.1109/LSP.2015.2414932

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Digital cancelation of self-interference for single-frequency full-duplex relay stations via sampled-data control2015

    • 著者名/発表者名
      H. Sasahara, M. Nagahara, K. Hayashi, and Y. Yamamoto
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 8 ページ: 321-327

    • DOI

      10.9746/jcmsi.8.321

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ネットワーク上の制御と信号処理2016

    • 著者名/発表者名
      永原
    • 学会等名
      第3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
      南山大学名古屋キャンパス(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-03-10
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチエージェントシステムの制御2016

    • 著者名/発表者名
      永原
    • 学会等名
      2016年1月電子情報通信学会信号処理研究会
    • 発表場所
      関西学院大学大阪梅田キャンパス(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2016-01-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 合意制御と分散最適化2016

    • 著者名/発表者名
      永原
    • 学会等名
      2016年1月電子情報通信学会信号処理研究会
    • 発表場所
      関西学院大学大阪梅田キャンパス(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2016-01-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Sampled-data H-infinity optimization for self-interference suppression in baseband signal subspaces2015

    • 著者名/発表者名
      H. Sasahara, M. Nagahara, K. Hayashi, Y. Yamamoto
    • 学会等名
      54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC2015)
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2015-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-domain equalization for single-frequency full-duplex wireless relay using H2 optimal control2015

    • 著者名/発表者名
      H. Sasahara, M. Nagahara, K. Hayashi, Y. Yamamoto
    • 学会等名
      47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS'15)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-05
    • 国際学会
  • [学会発表] Discrete model predictive control by sum-of-absolute-values optimization2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ikeda and M. Nagahara
    • 学会等名
      47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS'15)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-05
    • 国際学会
  • [学会発表] ネットワーク上の制御と信号処理,チュートリアル講演2015

    • 著者名/発表者名
      永原
    • 学会等名
      第58回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] L1-optimal disturbance rejection for disease spread over time-varying networks2015

    • 著者名/発表者名
      M. Ogura, M. Nagahara, and V. M. Preciado
    • 学会等名
      The First International Symposium on Swarm Behavior and Bio-Inspired Robotics (SWARM2015)
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-10-28 – 2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 役に立つ「マルチエージェントシステムの制御」2015

    • 著者名/発表者名
      永原
    • 学会等名
      SICEネットワーク上の制御と信号処理調査研究会
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-09-29
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチエージェントシステムの制御(1)総論と制御工学の基礎2015

    • 著者名/発表者名
      永原
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Loop-Back Interference Suppression for OFDM Signals via Sampled-Data Control2015

    • 著者名/発表者名
      H. Sasahara, M. Nagahara, K. Hayashi, and Y. Yamamoto
    • 学会等名
      10th Asian Control Conference (ASCC)
    • 発表場所
      Kota Kinabalu, Malaysia
    • 年月日
      2015-05-31 – 2015-06-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuity of the Value Function in Sparse Optimal Control2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ikeda and M. Nagahara
    • 学会等名
      10th Asian Control Conference (ASCC)
    • 発表場所
      Kota Kinabalu, Malaysia
    • 年月日
      2015-05-31 – 2015-06-03
    • 国際学会
  • [図書] マルチエージェントシステムの制御2015

    • 著者名/発表者名
      東,永原,石井,林,桜間,畑中
    • 総ページ数
      232
    • 出版者
      コロナ社

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi