離散凸解析に基づくハイブリッド制御理論の体系化

基于离散凸分析的混合控制理论系统化

• 批准号: 18860008
• 负责人: 岩谷 靖
• 金额: $ 1.74万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18860008/
• 关键词: 製御理論; 凸解析; 制御理論

本年度は、センサスケジューリング問題と微生物群運動モデルに対象を限定し性質の解析を行った。(a)センサスケジューリング問題・・・本研究では、多数のセンサから構成されるネットワークセンサシステムに対して、センサスケジューリング問題をモデル予測制御型の最適制御問題として定式化した。センサスケジューリングは、各時刻で使用可能なセンサを動的に選択することを意味し、無線ネットワークセンサシステムに対してバッテリや通信帯域の節約に必要な技術である。定式化したセンサスケジューリング問題は、離散変数を持つ最適化問題に帰着される。本研究では、この最適化問題が、凸問題になるための十分条件を与えた。また、連続時間システムと離散時間システムに対する凸性の相違についても解析している。離散時間システムに対するセンサスケジューリング問題は、評価関数の予測時間が有限・無限に関わらず、与えられた条件の下で凸問題となる。一方、連続時間システムに対しては、有限時間制御問題では非凸であるが、無限時間制御問題では凸問題になる例題を示している。(b)微生物群運動モデル・・・ゾウリムシに代表される微生物や体内細胞は、走電性(電気刺激に対する反応)などの固有の運動様式を持つ。本研究では、ゾウリムシ群の走電性を、離散時間・離散状態システムの一つであるセルオートマトンモデルとしてモデル化した。このモデルの妥当性を、実験とシミュレーションを比較することで確認した。ただし、制御問題の設定やその凸性の解析までには至らなかった。

今年，我们分析了传感器调度问题和微生物群落运动模型的特性。 (a)传感器调度问题：在本研究中，传感器调度问题被表述为由大量传感器组成的网络传感器系统的模型预测控制型最优控制问题。传感器调度是指每次动态选择可用传感器，是无线网络传感器系统节省电池电量和通信带宽的必要技术。公式化的传感器调度问题被简化为具有离散变量的优化问题。在本研究中，我们为这个优化问题成为凸问题提供了充分的条件。我们还分析了连续时间系统和离散时间系统的凸性差异。无论评估函数的预测时间是有限还是无限，离散时间系统的传感器调度问题在给定条件下都会成为凸问题。另一方面，对于连续时间系统，给出了一个例子，其中有限时间控制问题是非凸问题，但无限时间控制问题是凸问题。 （b）微生物群落运动模型：草履虫和内部细胞等微生物具有独特的运动模式，例如趋电性（对电刺激的反应）。在这项研究中，草履虫群的趋电性被建模为细胞自动机模型，这是一个离散时间/离散状态系统。通过实验和模拟的比较证实了该模型的有效性。然而，他们无法建立控制问题或分析其凸性。

项目成果

Optimal Sensor Scheduling of Sensors of a sensor network for Mobile Robot Navigation

移动机器人导航传感器网络传感器的最优传感器调度

• 发表时间: 2007
• 作者: 石塚 智也;陳 龍;江 東林;Shunsuke Koshita;Shunsuke Koshita;笹尾 泰洋;山本 悟;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Takayuki Watanabe;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Takayuki Watanabe;Nobuhiko Atsuchi;M. Shigeta;岩谷 靖;Yasushi Iwatani;Yasushi Iwatani;Arai Shogo
• 通讯作者: Arai Shogo

ハイブリッドシステムの制御-III-

混合动力系统控制-III-

• 发表时间: 2008
• 期刊: システム/制御/情報 51
• 作者: 石塚 智也;陳 龍;江 東林;Shunsuke Koshita;Shunsuke Koshita;笹尾 泰洋;山本 悟;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Takayuki Watanabe;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Takayuki Watanabe;Nobuhiko Atsuchi;M. Shigeta;岩谷 靖
• 通讯作者: 岩谷 靖

Stability tests and stabilization for piecewise linear systems based on poles and zeros of subsystems

• DOI: 10.1016/j.automatica.2006.06.009
• 发表时间: 2006-10
• 期刊: Autom.
• 作者: Y. Iwatani;S. Hara

A cellular automaton model for collective motion of microorganisms

微生物集体运动的元胞自动机模型

• 发表时间: 2007
• 作者: 石塚 智也;陳 龍;江 東林;Shunsuke Koshita;Shunsuke Koshita;笹尾 泰洋;山本 悟;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Takayuki Watanabe;Masaya Shigeta;Masaya Shigeta;Takayuki Watanabe;Nobuhiko Atsuchi;M. Shigeta;岩谷 靖;Yasushi Iwatani;Yasushi Iwatani
• 通讯作者: Yasushi Iwatani