本研究課題繰り返し型最適点探索方式による制御系設計法に関する研究は,非線形 システムの制御系が「速応性・ロバスト(安定,性能)性・高機能・高性能
J
の内,い ずれかもしくは複数を,特徴的に備えていること」を目的として行われた.その具体的 な実現は,全章を通じて制御系の目標達成のための評価指標を最小化することで行われ る.また,その最小化の過程は繰り返し計算を必要とする.以上の前提において,第2 章,第3章の現代制御理論をベースとしたロバスト極配置制御系設計法は「速応性・ロバ スト(安定,性能)性」を追求したものと言え,第4章のフォワードプロパゲーション一 般化学習ネットワークの高次微分計算法の導出,及び,これを用いた非線形システムのロ バスト制御系設計法の提案は「ロバスト安定性,高機能,高性能J
を追求したもの,第5 章のニューラルネットワークとペトリネットを融合した新しいタイプの学習ネットワーク( :学習ペトリネットワーク)を制御系設計に適用するための方策の提案は,
i
高性能jを追求したものと言える.以下,本章ではこれらについて,本研究で得られた成果をまと めて結論とする.
先ず第
2
章では,時間応答改善(速応性)を目的とした,閉ループ極を扇状領域へ配置 しう評価関数を最小とするフィードバックゲイン決定についての実現の容易な方法を提案 した本提案法は,領域外の極は全て領域内へ一度に移動可能であること.従って,既に 提案されている手法が一度に移動できない手法であることと比較し,移動させる必要のある極が多くなるにつれて本提案法の有効'性,適用性は増すことを示した.
第
3
章では,システムのパラメータ(定数)変動にかかわらず一定の応答を保証する ロバスト極配置と評価関数最小化を同時に達成するフィードノてックゲインを求めるアルゴ124
リズムを提案し,非線形クレーンシステム制御の数値例により,本ロバスト極配置制御系 設計法が,良く知られている標準最適サーボ制御系設計法と比較し制御系の安定性,制 御性能とも優れていることを示したまた,非線形システムを境界領域をモデル化誤差と して持つ線形システムの集合ととらえることにより?難解であるとしてこれまであまり扱 われていなかった非線形システムの制御の一つの有効な制御方法として本提案法を利用 可能であることを非線形クレーンの制御を例にとり示した
第
4
章では,複雑大規模システム(通常は複雑大規模非線形システム)をモデル化・制御するための基本的方式であるフォワードプロパゲーシヨン一般化学習ネットワーク の高次微分の計算方法を提案した.また,高次微分の計算時間はパックプロパゲーシヨ ンによる詐算時間より,フォワードプロパゲーションによる計算時間の方が,少ないケー ス(制御系設計等)があることを示した.さらに,高次微分の応用例として評価指標の パラメータに関する 2次微分計算を利用して,従来、為し得なかった非線形ネットワーク システムへロバスト制御の概念を導入し,この例としてシステムの状態初期値変動によ るシステムの動揺を抑制するロバスト制御,システムパラメータ変動によるシステムの動 揺を抑制するロバスト制御,そして,システムへの外部入力(目標入力)の変動によるシ ステムの動揺を抑制するロバスト制御方式を提案し,各場合共数値例にて,一般に知ら れているニューラルネットワーク制御と比較し提案法を用いた制御系の方が, システム の安定性のおいて優れていることを明らかにした.
第5章では,非線形システムの制御に適した「機能局在
J I
学習」機能を兼ね備えた新 しいコントローラ (LearningPetri Network controller)の開発を行い,その性能につい ての検証を行った.具体的に非線形クレーンシステムに L.P.N.コントローラを適用した 結果7 N.N.コントローラでは,良好な制御が実現できない場合でも, L.P.N.コントロー ラを用いた制御系では,I
機能局在J I
学習J
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1996.謝辞
本研究については,平成元年4月九州大学助手任用以来今日に至るまで多くの方々の 暖かい御支援があったからこそ,このように論文として纏めることができたと思っていま す.ここに,感謝の意を申しあげる機会を得て非常に嬉しく思います.
最初に,本学電気電子システム工学専攻の平津宏太郎教授には司本研究全般について 常に温かい御指導を頂きました.特に,平津教授には,本研究の根幹となった部分につい ての適切な助言及び討論をして頂き司さらには,本博士論文作成にあたり懇切丁寧な御指 導を頂きました.心から感謝申しあげ、ます.
そして,本学電気電子システム工学専攻和田清教授にはー研究に有益な論文を多々御 紹介頂き,また本論文作成にあたっては温かい御支援と適切な助言を頂き有り難うござ いました.本学知能システム工学専攻長谷川勉教授には,本論文作成にあたり,厳しく も有益な御批評を頂き有り難うございました.ここに厚くお礼申しあげます.
それから司学生時代及び大学ヘ戻る経緯並びに研究を再び開始するにあたって司元本 学電気工学教室の相良節夫教授には大変お世話になりました.さらに研究を開始するに あたり研究の方向づけについても多くの御指導を頂きました.この場を借りて厚くお礼 申しあげます.どうも有り難うございました.
それから,研究は勿論,助手の職務遂行についてもいろいろと御助言を頂いた本学電 気電子システム工学専攻村田純一助教授司実験装置作成等で大変お世話になった梶原昭 生技官には,心よりお礼申し上げます。その他ここに記していなくも多くの方々にお世 話になりました.この場を借りて厚くお礼申し上げます.
最後に,日立製作所勤務時代から今日に至るまでの陰の協力者妻文子に心力、ら感謝 する.