多分解能動的システムのモデル化と解析

多分辨率主动系统的建模和分析

基本信息

批准号：
19656104
负责人：
原辰次
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,複雑で多様なシステムに対する制御系設計を実現するために「分解能」に着目にした新しい制御理論に向けた基礎理論を構築することにある.特に本研究では,時間,空間,レベル,周波数等異なる性質の分解能に着目した多分解能動的システムのモデル化とその解析に焦点を当てる.本年度は,主に「多分解能動的システムのモデル化」に焦点を当てて研究を実施した.また,SICE Annual Conference 2009において,オアーガナイズドセッション「Multi-Resolved Dynamical System(MRDS)」を企画した.主たる成果は,以下の通りである.1.階層化動的システムの表現と大規模系の近似モデリング:階層化動的マルチエージェントシステムの比較的一般的な表現を提案し,階層間接続行列の役割を明らかにした.また,気象モデルなどの大規模複雑系の,階層構造に着目した近似モデルの導出法を与えた.2.階層化動的システムの基本解析:同一ダイナミクスを持つ非常に多くの動的要素が結合された大規模系を対象に,その階層化表現を提案し,安定性など基本特性の解析を行った.さらにマルチロボットによる巡回追従型の協調捕獲の解析・設計や遺伝子制御ネットワークの解析への適用を通じてその有効性を確認した.3.モデル予測制御の性能解析の多分解能的アプローチ:モデル予測制御の閉ループ系である区分的アファインシステムの制御性能や安定性を解析する手段として,時間を遡って解を発展させることで状態空間を各時間ステッブごとに多分解能化し,制御性能値やリアプノフ関数を求める手法を提案した.4.状態設定,離散時間系の制御法:前年度導かれた有限時間線形系の特異値分解法を発展させ,制御系の状態設定,補償入力の設計問題を扱う分解表現を導いた.また,結果の一部が離散時間系においても有用であることを示した.5.ネットワーク構造と性能特性:複雑な構造を有するネットワークド制御系を対象とし,ネットワークの構造および通信容量とシステム全体の特性について解析した.

本研究的目的是构建以“分辨率”为核心的新型控制理论的基础理论，以实现复杂多样系统的控制系统设计，重点关注多分辨率主动动态系统的建模和分析。，重点关注水平和频率等不同属性的分辨率。今年，我们的研究将主要集中在“多分辨率主动动态系统的建模”。同时，SICE年会2009年，组织会议“多解析动力学主要结果如下： 1. 分层动态系统的表示和大规模系统的近似建模：提出了一种针对分层动态多智能体系统的相对通用的表示方法，该方法主要关注系统的层次结构。大规模复杂系统，例如天气模型。 2.分层动态系统的基本分析：对于大量具有相同动力学的动态元素组合在一起的大型系统，我们提出了分层表示并分析了稳定性等基本属性，并通过以下方法证实了其有效性。循环跟踪型多机器人协同捕获分析与设计及其在基因调控网络分析中的应用 3.模型预测系统。控制性能分析的多分辨率方法：作为分析分段仿射系统（模型预测控制的闭环系统）的控制性能和稳定性的一种方法，我们通过演化我们提出了一种通过将分辨率转换为多个分辨率来获得控制性能值和Lyapunov函数的方法。离散时间系统的状态设置、控制方法：去年导出的有限控制方法。我们开发了一种时间线性系统的奇异值分解方法，并导出了处理控制系统的状态设置和补偿输入的设计问题的分解表达式。我们还表明，一些结果对于离散时间系统也很有用。 .5.网络结构和性能特点：针对结构复杂的网络控制系统，分析了网络结构、通信能力和系统整体特性。