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Design of Control Laws for Flow Fields by Using Machine Learning and Control Theory

利用机器学习和控制理论设计流场控制律

基本信息

批准号：
21J14180
负责人：
佐々木康雄
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tohoku University (2022)Nagoya University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

流れ場の厳密なモデルに基づいて設計される制御則は高い性能を持つ傾向にある。しかし、こうした厳密な制御則はオンラインでの計算コストが高く、現実のシステムへの実装が困難である。そこで本研究では、厳密な制御則をオンラインで利用するのではなく、オフラインでのデータの生成に利用する。このデータに機械学習手法を適用することで、厳密な制御則を模倣する計算コストの低い制御則の設計する手法の構築を目指す。本年度は(1)このようにデータ駆動で近似される制御則に適したセンサ選択と(2)アクチュエータ選択に従事した。当初の計画では、強化学習制御則の設計を扱う予定であったが、この代わりにセンサ選択と関連が深いアクチュエータ選択を扱った。まず、(1)については、厳密な制御則によって生成された流速分布と最適制御入力を教師データとして、部分集合選択付きの線形回帰を適用することによって、厳密な制御則の低計算コストの制御則への近似とセンサ選択を同時に行う手法を提案した。加えて、上記の部分集合選択付きの線形回帰は厳密解を求めることが困難であるため、高速に準最適解を求めるアルゴリズムを開発した。つぎに、(2)に関して、アクチュエータ選択はセンサ選択とは異なり、線形回帰問題へと帰着することはできないため、提案したセンサ選択とは異なる手法を構築する必要があった。まず初期検討として、データ駆動で得られた線形低次元モデルの可制御性グラミアンに基づくアクチュエータ選択を行ったところ、アクチュエータで選択される位置がデータとモデリング手法に強く依存し、これらの設定が適切なければ不適切な位置のアクチュエータが選択されることがわかった。そこで、つぎに厳密な制御則のデータを使用し、アクチュエータの選択する手法を開発した。この手法は発見的ではあるが、円柱周り流れに対して適切な位置にアクチュエータを選択できることを確認した。

The streaming system is designed to ensure that the performance of the system is higher than that of the system. Please do not know what to do, and do not know if you are going to have a problem. In this study, secret policy policies are used to generate information about the use of information. In this paper, the mechanical mechanics method is used to calculate the mechanical performance of the mechanical manipulator. in this paper, the mechanical mechanics method is used to calculate the low-pressure system. This year, (1) the general election system is similar to that of the general election system. (2) the general election system is similar to that of the general election system. At the beginning, the planning system, the chemical system, the design system, the system and the system. The main results are as follows: (1) the security system, the secret system and the secret system are used to generate the flow velocity distribution, and some of the collection is used to simulate the flow rate distribution. in this paper, the following results are obtained: (1) the security system, (1) the security system, the security system, the secret system, the secret system, the In addition, the upper and upper parts of the system are collected to solve the problems in the system, and the best solution for the high-speed operation is to start the operation. Please tell me, (2), (2), (2), In the early stage of the system, you can select the location, the location You need to set the settings to cut the location and select the location to select the location to which you want to listen. If you want to do this, you will need to use the information you want to use. If you want to use the information, select the appropriate method to open the system. The location of the flow around the column, the location of the column, the position of the column, the position of the column, the location of the column, the position of the column, the location of the column