免疫型システムによる時変非線形システムのオンライン同定

使用免疫型系统在线识别时变非线性系统

• 批准号: 15760302
• 负责人: 八野 知博
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760302/
• 关键词: システム同定; オンライン; 非線形システム; 時変システム; 免疫型システム; 遺伝的アルゴリズム

本研究の目的は,時変非線形システムを対象とし,免疫型システムを適用した精度良いオンライン同定法を確立すると共に,開発した同定法が実システムの同定に対しても有効であることを明らかにすることである。このため,本年度は主として以下を実施した。1.昨年度に開発した遅延型状態変数フィルタによるRadial Basis Functionモデルの精度の面からの改善を検討した。その結果,Radial Basis Functionの基底関数としては従来のガウシャン関数で十分であること、中心位置の適切な選定が本同定において重要であることが確認できた。2.真のシステムとモデルとの誤差を抗原、モデルを形成するRadial Basis Functionの調整パラメータ(中心位置、幅、基底関数の個数など)の候補を抗体群とみなし、遺伝的アルゴリズムや免疫型システムを適用することにより、オンラインで最適なモデルを生成・選択する同定アルゴリズムを開発した。3.記憶機能を加味した免疫型システムを適用し、対象システムにおいて過去に類似の時間変化があった場合、その時に有効であった抗体(すなわちモデル)の微小修正で速やかに対象システムに追従できるアルゴリズムを開発した。また、開発したアルゴリズムに基づき計算機シミュレーション実験を行い、本アルゴリズムが妥当であることを確認した。4.時変の非線形システムに対し、上記同定アルゴリズムを適用し、計算機シミュレーションにより同定精度と追従特性を検証した。その結果、従来の遺伝的アルゴリズムなどを使用した場合は推定値が大きく振動し、精度および追従特性に劣るに対し、開発した同定法では真のシステムが時間と共に変化した場合でもよく追従していることが確認できた。5.実システムにおける上記同定アルゴリズムの有効性を検証するために、倒立振子システムを対象とした同定シミュレーション実験を行い、上記アルゴリズムでオンライン同定が可能であることを確認した。6.直動型自立倒立振子実験装置から同定用入出力信号を測定し、これらの実データに基づく同定可能性を検証した。その結果、免疫型アルゴリズムの適応度はある程度高い値が得られるが、システムパラメータや非線形部の推定値は実データに含まれるノイズ等の影響によりかなり誤差を含むことが確認され、さらに計測ノイズに強い同定アルゴリズムへの改善が必要であることが明らかとなった。

は の purpose, this study - when the nonlinear シ ス テ ム を like と seaborne し, immune type シ ス テ ム を applicable し た accuracy good い オ ン ラ イ ン を with fixed method to establish す る と に, open 発 し た with optional が be シ ス テ ム の with fixed に し seaborne て も have sharper で あ る こ と を Ming ら か に す る こ と で あ る. Youdaoplaceholder3 ため ため, を of the current year を the main と て て て will perform た. 1. Yesterday annual に open 発 し た 遅 delay state - number フ ィ ル タ に よ る Radial Basis Function モ デ ル の の precision surface か ら の improve を beg し 検 た. そ の as a result, the Radial Basis Function の basal masato number と し て は 従 to の ガ ウ シ ャ ン masato number で very で あ る こ と, center の felicitous な が selected this with に お い て important で あ る こ と が confirm で き た. 2. The true <s:1> システムとモデ と と と <s:1> error を antigen and モデ を を form するRadial Basis Function の adjustment パ ラ メ ー タ (center, painting, basal masato count の な ど) の candidate を antibody of と み な し, but 伝 ア ル ゴ リ ズ ム や type immune シ ス テ ム を applicable す る こ と に よ り, オ ン ラ イ ン で optimum な モ デ ル を generated, sentaku す る be ア ル ゴ リ ズ ム を open 発 し た. 3. The function of memory を flavored し た type immune シ ス テ ム を し, like シ seaborne ス テ ム に お い て に の similar past time - the が あ っ た occasions, そ の に there are unseen で あ っ た antibodies (す な わ ち モ デ ル) の small revision で speed や か に like シ seaborne ス テ ム に chase 従 で き る ア ル ゴ リ ズ ム を open 発 し た. ま た, open 発 し た ア ル ゴ リ ズ ム に base づ き computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン be 験 を い, this ア ル ゴ リ ズ ム が appropriate で あ る こ と を confirm し た. - when 4. の nonlinear シ ス テ ム に し seaborne, written with ア ル ゴ リ ズ ム を し, computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り with accuracy of と chase 従 features を 検 card し た. そ の results, 従 の but 伝 ア ル ゴ リ ズ ム な ど を use し た occasions は presumption of large numerical が き く し, precision vibration お よ び chase 従 features に substandard る に し seaborne, open 発 し た with optional で は is の シ ス テ ム が と common に variations change し た occasions で も よ く chase 従 し て い る こ と が confirm で き た. 5. Be シ ス テ ム に お け る written with fixed ア ル ゴ リ ズ ム の have sharper sex を 検 card す る た め に, inverted oscillator シ ス テ ム を like と seaborne し た with fixed シ ミ ュ レ ー シ ョ ン be 験 を い, written ア ル ゴ リ ズ ム で オ ン ラ イ ン with fixed が may で あ る こ と を confirm し た. 6. Independent type of moving into a handstand oscillator be 験 device か ら might be used in determination of the output signal を し, こ れ ら の be デ ー タ に base づ く possibility be を 検 card し た. そ の results, immune ア ル ゴ リ ズ ム franch の 応 は あ high degree of る い numerical が have ら れ る が, シ ス テ ム パ ラ メ ー タ や nonlinear presumption of の numerical は be デ ー タ に containing ま れ る ノ イ ズ の effects such as に よ り か な り error を containing む こ と が confirm さ れ, さ ら に measuring ノ イ ズ に strong い be ア ル ゴ リ ズ ム へ の improve が necessary で あ る こ と が Ming Youdaoplaceholder0 となった.

项目成果

八野 知博: "RBFモデルと遺伝的アルゴリズムによる連続時間非線形システムのオンライン同定"鹿児島大学工学部研究報告. 45号. 31-37 (2003)

Tomohiro Hachino：“使用RBF模型和遗传算法在线识别连续时间非线性系统”鹿儿岛大学工学部研究报告第45. 31-37号（2003）。

On-line Identification Method of Continuous-Time Nonlinear Systems Using Radial Basis Function Network Model Adjusted by Genetic Algorithm

遗传算法调整的径向基函数网络模型连续时间非线性系统在线辨识方法

• 发表时间: 2004
• 期刊: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences Vol.E-87-A, No.9
• 作者: Yasukuni Shibata;Chikao Nagasawa;Makoto Abo;八野 知博;八野 知博;八野 知博
• 通讯作者: 八野 知博

免疫的アルゴリズムによる連続時間非線形システムのオンライン同定

使用免疫算法在线识别连续时间非线性系统

• 发表时间: 2004
• 期刊: 第23回SICE九州支部学術講演会予稿集
• 作者: Yasukuni Shibata;Chikao Nagasawa;Makoto Abo;八野 知博;八野 知博;八野 知博;八野 知博
• 通讯作者: 八野 知博

免疫的アルゴリズムを用いたRBFモデルによる連続時間非線形システムのオンライン同定

使用免疫算法使用 RBF 模型在线识别连续时间非线性系统

• 发表时间: 2004
• 期刊: 平成16年度電気関係学会九州支部連合大会講演論文集
• 作者: Yasukuni Shibata;Chikao Nagasawa;Makoto Abo;八野 知博;八野 知博
• 通讯作者: 八野 知博

八野 知博: "濃度を考慮したGAによる非線形システムのオンライン同定"第22回SICE九州支部学術講演会予稿集. 181-182 (2003)

Tomohiro Hachino：“考虑集中度的利用 GA 的非线性系统在线辨识”第 22 届 SICE 九州分会学术会议论文集 181-182（2003 年）。