大規模・複雑動的ネットワークシステムの解析と制御

大规模复杂动态网络系统分析与控制

基本信息

批准号：
11J09451
负责人：
石崎孝幸
金额：
$ 0.83万
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：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

当該年度における研究では,前年度における動的システムの低次元化手法の一般化として,一般化特異摂動近似に基づく低次元化手法を提案した.ここで,一般化特異摂動近似とは,従来までの状態空間の射影による低次元化を一般化した概念であることが知られている.特に,本手法では,システムの受動性などに代表されるシステムのもつ物理的な性質を保存しながら,任意に与えられた近似精度を満たす低次元モデルを系統的に設計することが可能である.本研究成果は理論的な側面だけでなく,応用的な側面からもその発展性が期待される.さらに,この一般化特異摂動近似に基づく低次元化手法を,システムのネットワーク構造を保存する場合へと拡張することにより,受動的な分散制御系に対する制御器の低次元化問題に対して,有効な解を与えた.一般に,このような分散的な制御器に対して,所望の誤差精度を満たす低次元化近似を系統的に行うことは,非常に難しいことが知られている.一方で,本研究では,ネットワーク化されたシステム全体の受動性を保存することを切り口として,この問題への有効なアプローチを示したという点で,高い新規性をもつ.これらの研究成果により,制御器との相互作用構造を含む,対象とするシステムが有する物理的な構造を適切に保存した低次元モデルが得られるため,ネットワーク化された動的システムに対する統一的な解析および制御に役立つ基礎的な理論として,その応用可能性の高さが期待される.

在今年的研究中，我们提出了一种基于广义奇异摄动近似的降维方法，作为前一年动态系统降维方法的推广。这里，广义奇异摄动近似是指众所周知，这是一个广义的概念通过投影状态空间来降低维度可以系统地设计一个满足给定近似精度同时保留物理性质的低维模型。这项研究的结果不仅从理论角度而且从应用角度来看都是有用的。此外，通过扩展这种降维方法。基于系统网络结构保持不变的情况下的广义奇异摄动近似，可以我们针对分布式控制系统的控制器阶数降低问题给出了有效的解决方案。一般来说，对于这样的分布式控制器，我们可以系统地降低满足期望误差精度的近似阶数。另一方面，在本研究中，我们将采取保留整个网络系统的被动性的方法作为解决这个问题的有效途径。这种方法非常新颖。这些研究成果导致了低维模型的创建，该模型适当地保留了目标系统的物理结构，包括与控制器的交互结构，因此，它有望作为一种具有很高的适用性。对于网络动态系统的统一分析和控制有用的基本理论。

项目成果

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科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A Unified Framework of Structure-Preserving Model Reduction Based on Generalized Singular Perturbation

基于广义奇异摄动的保结构模型约简统一框架

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takayuki Ishizaki;Henrik Sandberg;Karl Herik Johansson;Kenji Kashima;Jun-ichi Imura and Kazuyuki Aihara
通讯作者：
Jun-ichi Imura and Kazuyuki Aihara

Hierarchical Decentralized Observer Design for Linearly Coupled Network Systems

线性耦合网络系统的分层分散观测器设计