非凸型モデルで表現されたシステム同定問題の新解法とその応用に関する研究

非凸模型系统辨识问题新解研究及其应用

基本信息

批准号：
17J06921
负责人：
黒田大貴
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，従来の標準的な最適化戦略で解決不能な「非凸型モデルで表現されたシステム同定問題」に対して信頼できる新解法を確立することを目標に据えており，特に，信号処理・制御工学等で重要な「入力信号に対して不連続な応答を有するシステム」に注目している．昨年度までの研究では，「一次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に対し，戦略的に設計した線形変換を用いることで，システムの出力信号に潜むスパース性が顕在化されることを明らかにした．また，この新たに発見されたスパース性を最大限に活用することで，信頼性の高い同定手法を実現している．本年度において，この研究成果を纏めた論文が信号処理に関するトップジャーナル「IEEE Transactions on Signal Processing」に採択され，提案法の有効性が国際的に認められることとなった．今年度の研究では，前年度に開発したスパース性顕在化と活用法のアイディアを「区分的定常プロセスの変化点検知問題」に応用し，音声セグメンテーション等を目的とした数値実験において提案法が既存法を著しく上回る推定精度を達成することを確認している．更には，制御工学分野における主要課題の一つである「離散・連続ダイナミクスが混在したハイブリッドシステム同定問題」等への応用を見据え，「多次元空間を定義域とする区分的連続システム同定問題」に取り組み，提案法の戦略を一般化することに成功している．この成果をまとめた論文は制御工学分野の主要国際会議(American Control Conference 2019)に採録が決定されている．

这项研究的目标是为“非凸模型表达的系统识别问题”建立一种可靠的新解决方法，这些问题无法使用传统的标准优化策略来解决，我们关注的是“对输入信号有不连续响应的系统”。这在处理和控制工程中很重要。直到去年进行的研究揭示了隐藏在系统输出信号中的稀疏性，通过使用战略设计的线性变换来解决“域是一维空间的分段连续系统识别问题”。很明显，此外，通过充分利用这种新发现的稀疏性，我们实现了高度可靠的识别方法。今年，一篇总结这项研究成果的论文被信号处理顶级期刊《IEEE Transactions on Signal Processing》接收，所提出方法的有效性得到了国际认可。在今年的研究中，我们将前一年开发的稀疏性表现和利用方法的思想应用于“分段平稳过程的变化点检测问题”，并将所提出的方法用于针对语音分割的数值实验等。已证实估计精度显着超过该方法。此外，着眼于控制工程领域的主要挑战之一“离散和连续动态混合的混合系统识别问题”的应用，我们正在开发“分段连续系统识别问题”多维空间作为域。”我们成功地推广了所提出方法的策略。总结这一成果的论文已被控制工程领域的一个重要国际会议（American Control Conference 2019）接收。