高並列計算機に基づいたモデルベースト制御手法の開発

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研究課題である「高並列計算機に基づいたモデルベースト制御手法の開発」に関して,当該期間は3点の課題に取り組んだ.以下ではこれらについて順に説明する.1点目の課題は「高並列計算機による高速化に適した粒子群最適化法の開発」である.粒子群最適化法は制御系設計やシステムのモデリング,制御入力の計画において有効であるが,必要とされる計算量が非常に大きい.そこで,この最適化法を高並列計算機によって高速に実行する手法について考察した.その内容に関連して国際学会での発表を行い,局所的な情報交換構造を持った粒子群最適化法が有効であることを示した.2点目の課題は「粒子群最適化法に基づいた多モードモデル同定手法の開発」であり,開発した粒子群最適化手法によって実システムの入出力データから多モードモデルを構築する手法の開発に取り組んだ.また,安価で簡易に使える高並列計算機であるGPGPUを用いて実際に検証を行った.この研究に関連して国際学会での発表を行ない,ここでの議論において,Quantum infusion法を最適化アルゴリズムに導入する有用性が指摘されたので,この手法に関する考察・実験も行った.3点目の課題は「L1最適化による多モードモデル構築手法の開発」であり,さらに大規模複雑なシステムに対する多モードモデルの構築を行う手法の開発に取り組んだ.この研究に関連して国内学会および国際学会において発表を行なっている.また,画像データをモード数が大きい複雑な構造を持ったシステムとみなし,そのモデルを推定することによって低解像度の画像から高解像度の画像を復元する超解像処理が行えることを確認した.これらの研究によって高並列計算機を制御系設計において用いるための知見が得られており,様々な産業分野における制御系の性能向上に寄与すると考えられる.また,開発された多モードモデルによるモデリング手法は制御系設計以外の公野でも有用であると考えられる.