• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2020 Fiscal Year Annual Research Report

データを活用した非線形複雑制御モデルの低次元化

Research Project

Project/Area Number 19K23517
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

河野 佑  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (40743034)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2021-03-31
Keywordsモデル低次元化 / 非線形システム / グラミアン / 大規模システム
Outline of Annual Research Achievements

最終年度は,非線形モデル予測制御の計算量低減を目指して,制御系設計に使用される軌道周りでのモデル低次元化手法を構築した.この成果はAutomaticaに掲載予定である.ある一つの軌道に焦点を置けば,全状態空間での高い近似精度を目指す場合とは異なり,非線形偏微分方程式を解くことなく,モデル低次元化が達成できることを明らかにした.必要な計算は,シミュレーションに基づく軌道周りでの感度解析と行列の特異値計算であり,非線形システムに対しても提案手法は比較的容易に実装可能である.さらに,クロスグラミアンに着想を得て,対称なシステムに対しては計算量が削減できることを明らかにした.カーネル法を駆使することで,計算量のさらなる低減も可能である.数値例を通して,平衡点での線形近似モデルを用いた低次元化手法と比較した提案法の優位性検証や,構築した低次元モデルが非線形システム特有の現象であるリミットサイクルを保存することの確認を行なった.さらに,近似精度を高めたい軌道が複数ある場合に対して,提案手法の拡張を試みた.研究を進めていく上で,大規模ネットワーク系に対して,ネットワーク構造を保存する低次元化の実現可能性も見出した.加えて,時間遅れを含むシステムを扱うことや,またシステムの受動性を活用することも模索した.モデル低次元化手法単体の構築には成功したものの,提案手法とモデル予測制御の融合についてはさらなる検証が必要である.

Remarks

第29回計測自動制御学会中国支部 学術講演会 優秀賞受賞
第29回計測自動制御学会中国支部 学術講演会 奨励賞受賞

  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Notre Dame(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Notre Dame
  • [Int'l Joint Research] University of Groningen(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      University of Groningen
  • [Int'l Joint Research] Tallinn University of Technology(エストニア)

    • Country Name
      ESTONIA
    • Counterpart Institution
      Tallinn University of Technology
  • [Int'l Joint Research] University of Cambridge(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Cambridge
  • [Journal Article] Empirical differential Gramians for nonlinear model reduction2021

    • Author(s)
      Yu Kawano, Jacquelien M.A.Scherpen
    • Journal Title

      Automatica

      Volume: 127 Pages: 109534

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2021.109534

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Krasovskii and shifted passivity based control2021

    • Author(s)
      Yu Kawano, Krishna Chaitanya Kosaraju, Jacquelien M.A. Scherpen
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Automatic Control

      Volume: 66 Pages: -

    • DOI

      10.1109/TAC.2020.3040252

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Converse stability theorems for positive linear time-varying systems2020

    • Author(s)
      Yu Kawano
    • Journal Title

      Automatica

      Volume: 122 Pages: 109193

    • DOI

      10.1016/j.automatica.2020.109193

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Realizations in feedforward forms of nonlinearinput-output equations with time-delays2020

    • Author(s)
      Arvo Kaldmae, Yu Kawano, Ulle Kotta
    • Journal Title

      International Journal of Robust and Nonlinear Control

      Volume: 30 Pages: 7560/7573

    • DOI

      10.1002/rnc.5194

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Scalable control design for K-positive linear systems2021

    • Author(s)
      Yu Kawano, Fulvio Forni
    • Organizer
      24th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 一般化微分平衡実現に基づく非線形システムのモデル低次元化2020

    • Author(s)
      横川 佳祐, 河野 佑
    • Organizer
      第29回計測自動制御学会中国支部 学術講演会
  • [Presentation] 脳の大規模ネットワークに対する平均可制御性解析2020

    • Author(s)
      広野 浩平, 河野 佑
    • Organizer
      第29回計測自動制御学会中国支部 学術講演会

URL: 

Published: 2021-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi