情報ネットワークを用いた並列計算モデルに基づく制御系CAIシステムの開発

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近年,複数のCPUを搭載したコンピュータが安価に入手できるようになったが,多くの制御系CAIソフトウェアは,単一CPUを搭載した一台のコンピュータで使用することを仮定して開発されているので,マルチCPUが搭載されていても,1個のCPUしか利用できない,複数台のコンピュータを所有していても,一台のコンピュータしか利用できない。本研究では,マルチCPUを活用する並列処理,およびネットワークに接続されたコンピュータを活用する分散処理を実現することにより,制御系の解析,設計,シミュレーションを効率的に学習できるCAIシステムを開発した。具体的には,(1)階層型並列処理フレームワークの開発:スレッド,分散オブジェクト,クラスタリングなどの並列処理手法を実行環境に応じて選択できる並列処理システムの開発を支援するフレームワークを開発した。(2)制御系設計並列処理エンジンの開発:並列計算モデルの4階層のうち,数値計算処理と制御系設計処理を並列化し,並列処理フレームワークを用いて並列処理エンジンを開発した。(3)リアルタイム制御実験:申請しているパーソナルコンピュータに入出力ボード(入手済み)を組み込み,電子部品,機械部品を用いて倒立振子装置(入手済み)と接続し,実験システムを構築した。MaTXのリアルタイム処理機能を利用して,CAIシステムでリアルタイム制御実験を学習できるようにした。(4)開発したシステムの評価:開発した制御系CAIシステムを教育プロジェクトで使用し,従来のCAIソフトウェアと比較し,その有効性を確認した。今後,インターネットを介してシステムを公表し,より多くの人から評価を収集する予定である。