概要

本論文は、ネットワーク化された制御システムにおいて、アクチュエータ、センサ、通信リンクを協調的に設計する問題に取り組んでいます。分散制御の各サブシステムに配置された部分制御器間の相互作用を考慮しながら、制御コスト（LQ指標）と機器コスト（使用するアクチュエータ、センサ、通信リンク数）を同時に最小化することを目指しています。進化型アルゴリズムを用いて基準となる密集型LQR制御器から選別的にアクティブな要素を削減する手法を提案し、その収束性と安定性を分析します。

ポイント

  • 協調設計の実現性: 98状態のスイング方程式モデルの協調設計が標準的なノートパソコンで数秒で完了可能
  • 性能向上: 単純な制御器剪定と比較して50%以上の性能改善を達成
  • 不安定系への対応: 不安定なプラントにおいて制御器剪定が不安定性を誘発する問題に対し、アルゴリズム修正法を提案
  • 多目的最適化: 制御性能と資源効率（機器コスト）のトレードオフを進化型アルゴリズムで探索
  • 分散制御への適用: 複数の部分制御器間の相互作用を保持しながら最適化が可能

出典

An Evolutionary Algorithm for Actuator-Sensor-Communication Co-Design in Distributed Control

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