灰色システム理論によるシステム解析手法の開発とその工学応用に関する研究

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昨年度の研究に引き続き,灰色予測モデルに基づく流動数曲線,信頼性予測モデル,PID制御システムについて,研究を進めました。下記にて,具体的に説明します。1.生産システムにおける流動数曲線の予測モデルの開発:流動数曲線の予測は生産システムや製造システムにおける製品の生産過程を有効な管理やコントロールする目的で、広範に応用されている。本論文は灰色予測モデルGM(1,1)の微分値と背景値を改善するため、Hermite多項式に基づく三次スプライン補間関数を導入し、新たな予測モデルを樹立している。つぎに,Particle Swarm Optimization(PSO)逐次近似手法を使用し、予測モデルのパラメータを最適化し、予測精度を向上している。従来研究では,数理モデル化することは困難であったが,本論文の手法により,実際の生産プロセスに対してモデル化が可能となる。2.生産システムにおける信頼性予測モデルの開発:本論文は三次スプライン関数を用いた灰色一次微分方程式改善型予測モデルを提案する。またPSO逐次近似手法によって提案された予測モデルの精度を向上する。生産システムにおける製品の故障数信頼性モデルを開発する。本研究は,限られたデータからいかに解析・設計を行なうことができるという重要な意義を持っている。3.最適PID制御システムの開発:本研究の目的:PID制御は産業制御プロセスに広範に応用されている。近年、PIDゲインの最適化問題は重要な課題となっている。本研究はParticle Swarm Optimization(PSO)逐次近似計算に基づくPID制御系設計の最適係数(Pゲイン、Iゲイン、Dゲイン)問題を解決し、その制御精度も議論する。本研究で着目する灰色システム理論に基づく灰色予測モデルを用いてPIDの制御対象の予測値を求め,制御対象の遅れ要素による性能劣化に対する改善を実現している。