平成9（1997）年度　共同研究Ａ実施報告書

課題番号	9−共研−31			専門分類		3
研究課題名	Behavioral approach によるシステムの解析、モデリングおよび制御に関する基礎研究
フリガナ 代表者氏名	シオツキ　テツオ 汐月　哲夫			ローマ字
所属機関	熊本大学
所属部局	工学部
職　　名	助教授
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配分経費	研究費	0千円	旅　費		0千円		研究参加者数	2　人

研究目的と成果（経過）の概要

近年制御理論の分野で Behavioral approach が注目されている。この手法の特徴は従来の状態空間表現や伝達関数を基礎としたシステム論とは異なり対象に関わる変数間の因果性や入出力を前提としない立場でのモデリング、解析および制御系設計手法を体系づけることを目的とし、現在精力的な研究が行われている。本研究の目的は、このような立場で取り組むことが有効である実際の問題を調査し、その問題に取り組む過程を通して Behavioral approach におけるモデリング、解析、制御系設計さらにシステムの評価手法を確立することである。


Behavioral Approach は制御理論や制御工学、システム理論における新しいパラダイムとして近年 Willems によって提案されたひとつの哲学である。これは、従来の諸理論がシステムというものを信号の生成器や信号間の写像関係としてとらえていたのに対して、信号の時間関数である軌道の集合としてシステムを捉えるという点が大きく異なる。この軌道の集合を Behavior とよび、公理論的に理論を組み立てることにより、今日大いに発展した線形システム理論に位置づけを明確にするとともに、その更なる発展のためにはなにが必要かを探るのがこの手法の目的である。
とこで、これまでの研究的興味はこの数学的な構造や厳密性に置かれているものが多く、工学での応用を目指した研究はまだ少ないのが実状である。特に、制御系設計理論につながるような、システムのモデリング、設計、ロバスト性等に関する研究は国内外を問わずまだ数えるほどの報告しかない。
そこで、本研究では、Behavioral approach を真に使える理論とするためにはなにが必要であるかを探るとともに、既存の理論との関係を明確にすることが目的である。以下のような観点から研究を進めいくつかの知見を得たのでここに報告する。
1.Behavioral approach は非常に一般性のあるシステムの概念であり、線形性、時不変性、有限次元性などの性質を付加する場合には、行列ペンシルを用いた陰形式表現とあらゆる意味で整合性があり、線形システム理論の一種の拡張が可能である。

当該研究に関する情報源（論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等）

Shiotsuki,T,Shibasato,K.,T.Sato:
A Behavioral Approach by using pencil Based Models;
Proc.SYSID'97,11th IFAC Symposium on System Identification,July 11,1997

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

研究内容は理論的な解析と実際の問題の調査研究に分けることができる。第1の理論面の検討は Groningen および Caltech のグループにより精力的に行われている研究内容の追試と、既存のモデリング論、制御系解析・設計論との関連を明確化することが重要である。この研究分野の内容は時系列データに基づく動的システムの同定問題、予測および制御系設計を含んでおり、貴研究所における研究内容と符合するものである。第2の現実問題の調査については、既存の制御系設計論がその取り扱いに苦慮している問題を調査し、Behavioral approach がその問題解決に寄与できるかどうかを検討することにある。本手法の特徴はシステムを支配する法則性が正確に把握できない状況（何が入力で何が出力であるか判断できない、因果性が証明できない）において有効である点にあり、経済システム、自然環境システム、複雑な化学プラント、通信システム、交通システムなど従来制御工学の分野で深く取り扱われなかったものが対象となることが期待されている。本研究ではこれらの分野での現在での取り組み状況について調査し、Behavioral approach の適用可能性について検討する。そのためには、多岐に渡る実システムとの取り組み実績のある貴研究所との共同研究が必要である。

研究参加者一覧
氏名	所属機関
宮里　義彦	統計数理研究所