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  • N-1-23 粒子群最適化法と最大電力点探索(N-1.非線形問題,一般セッション)

    斎藤 利通 , 田中嶋 孝祐 , 明野 龍介

    電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ/NOLTAソサイエティ大会講演論文集 2016年_基礎・境界, 361, 2016-03-01

  • ICOPE-15-1183 Design and Implementation of Particle Swarm Optimization Algorithm-Based Finite-Time Convergent Sliding Mode Control for Solar Inverters

    Chang En-Chih , Chang Chien-Hsuan , Liao Kuo-Yuan

    This paper proposes a particle swarm optimization algorithm-based finite-time convergent sliding mode control for the application of solar inverters. Though classic sliding mode control (SMC) is insensitive to parameter variations and disturbances, it has an infinite system-state convergence time. For high-accuracy tracking control, finite-time convergent sliding mode control (FTCSMC) is developed and provides finite system-state convergence time. But, the chatter problem still exists in FTCSMC, and such problem will incur high solar inverter voltage harmonics and slow dynamic response. To obtain high-quality solar inverter output voltage, the particle swarm optimization (PSO) algorithm is applied to optimally tune the control gains of the FTCSMC for eliminating the chatter. By combining a FTCSMC with PSO algorithm, a closed-loop solar inverter yields good performance under various loading. Simulation and experimental results show that the proposed control can achieve low total harmonic distortion (THD) under nonlinear loading conditions and fast dynamic response under transient loading conditions. Because the proposed control is simpler to implement than prior techniques and offers more exact and rapid convergence, this paper will be of interest to designers of related sustainable energy systems.

    Proceedings of the International Conference on Power Engineering : ICOPE 2015.12(0), _ICOPE-15--_ICOPE-15-, 2015


  • 自己最良位置と全体最良位置の合成成分を考慮した粒子群最適化法に関する研究 (スマートインフォメディアシステム)

    末安 慶大 , 久保田 良輔


    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114(496), 17-20, 2015-03-05

  • 2C33 Motion Control and Optimization of a Ball Throwing Robot with a Flexible Arm(The 12th International Conference on Motion and Vibration Control)

    GAI Yizhi , KOBAYASHI Yukinori , EMARU Takanori

    Motion control of flexible arms is more difficult than that of rigid arms. However utilizing its dynamics enables improved performance such as a fast motion in short operation time. This paper investigates a ball throwing robot with one flexible link. This robot throws a ball at a set speed. A mathematical model of this ball throwing robot is derived through Hamilton's principle. The sinusoidal patterns of torque input and structure are designed through the proposed simulation models. The parameters of each torque input pattern and flexible structure are optimized and determined by chaos embedded vector evaluated particle swarm optimization (CEVEPSO). Finally, the residual vibration of the manipulator after throwing is suppressed with input shaping technique.

    「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集 2014.12(0), _2C33-1_-_2C33-12_, 2014


  • C14 機械システムの残留振動抑制を目的とした簡便な軌道計画法の提案(M-OS7-1:精密・情報・産業機器の制御,M-OS7 精密・情報・産業機器の制御,「海を越え,国を越え,世代を超えて!」)

    阿部 晶

    As described in this paper, we specifically examine a point-to-point (PTP) motion task of mechanical systems and present a simple trajectory generation method for suppressing the residual vibrations. In the proposed method, a PTP motion trajectory is generated by giving the output of a power series of time as the input of a cycloidal function. The generated trajectory depends on the coefficients of the power series. To cancel unwanted vibration, the coefficients are tuned by metaheuristic algorithms. The residual vibrations of mechanical systems can be suppressed by driving along the obtained trajectory, that is, the proposed vibration control method is a feedforward control technique. We deal with the PTP motion of an overhead crane with load hoisting, and demonstrate the effectiveness of the proposed method through numerical simulations. Furthermore, the proposed method is also applied to simultaneously minimize the residual vibration and the operating energy in a single-link flexible manipulator. The results obtained from this application consolidate the validity of our approach.

    「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集 2013.13(0), _C14-1_-_C14-7_, 2013


  • 粒子群最適化法の参照位置による解探索性能の変化 (非線形問題)

    進藤 卓也 , 神野 健哉


    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 113(15), 25-28, 2013-04-25

  • 鈍感粒子群最適化法とその周期点探索への応用 (ニューロコンピューティング)

    丸山 一紀 , 斎藤 利通

    本論文では複数解問題に対する粒子群最適化法について考察する。システムは決定論的な差分方程式に支配される。アルゴリズムは時間変化に伴い変化する、時変鈍感パラメータを持つ。これは複数解探索において有利に働く場合がある。アルゴリズムを従来のローカルベスト型のPSOと比較するために、ベンチマーク関数とHenon mapの周期点探索問題に適用し、その有効性を検討する。

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112(390), 87-91, 2013-01-24

  • 鈍感粒子群最適化法とその周期点探索への応用 (非線形問題)

    丸山 一紀 , 斎藤 利通

    本論文では複数解問題に対する粒子群最適化法について考察する。システムは決定論的な差分方程式に支配される。アルゴリズムは時間変化に伴い変化する、時変鈍感パラメータを持つ。これは複数解探索において有利に働く場合がある。アルゴリズムを従来のローカルベスト型のPSOと比較するために、ベンチマーク関数とHenon mapの周期点探索問題に適用し、その有効性を検討する。

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112(389), 87-91, 2013-01-24

  • 複数解探索のための粒子群最適化アルゴリズムにおける鈍感さと衝突の効果

    丸山 一紀 , 斎藤 利通

    本論文では複数解問題に対する柔軟な粒子群最適化法について考察する。システムは決定論的な差分方程式に支配される。粒子は離散的な探索空間を移動する。アルゴリズムは鈍感パラメータと粒子の衝突を含み、粒子は動きに多様性を持つ。これは、粒子の集中を防ぎ、複数解探索に有利に働く場合がある。ベンチマークとIKEDA Mapの周期点探索問題に適用し、アルゴリズムを基本的なベンチマークとIKEDA Mapの周期点探索問題に適用し、その有効性を検討する。

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 112(227), 91-96, 2012-09-27


  • 大規模センサネットワークのための複数許容解探索型改良ABCアルゴリズムに基づくシンクノード群の配置手法

    西元 雅明 , 宇谷 明秀 , 山本 尚生

    本研究では,大規模無線センサネットワークの有効運用期間の延長を目的として,多数(数十個)のシンクノードを観測領域内に効果的に配置するための手法を提案する.センサノード群の分布に応じてシンクノード群を適切に配置することができれば,ネットワークの長寿命化が実現する.また複数の配置候補セットを提示することができれば,各センサノードの残余電力に応じた柔軟な運用が可能となる.本論文では,高次元最適化問題に対する解探索性能に優れたArtificial Bee Colony (ABC)アルゴリズムに着目し,まず,高次元の最適化問題に対して,一つの大域的最適解ではなく,異なる複数の許容解を探索できるように拡張発展させた手法(複数許容解探索型改良ABCアルゴリズム)を提案し,大域的最適解に匹敵する局所解が解探索領域内に分布する代表的なベンチマーク問題に対する数値実験を通して,その高次元最適化問題に対する有効性を明らかにする.提案手法の大規模無線センサネットワークにおけるシンクノード群の配置問題に対する有効性は,ネットワーク有効運用期間延長の観点から既往の複数許容解探索手法を適用した場合との比較を通して議論する.

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition) 95(6), 1321-1333, 2012-06-01


  • 粒子群最適化法の最良位置参照による解探索性能

    進藤 卓也 , 神野 健哉

    従来の粒子郡最適化法(PSO)における,粒子の移動と解探索方向の決定は,粒子自身が過去に得た最良位置と群れの全粒子の最良位置によって行われる.この様な,過去の経験に基づく学習戦略は,簡単に用いることができる.一方で,より効率的な学習戦略といえる,Orthogonal Learning(OL)を利用してPSOの解探索性能を向上させる手法が提案されている.本稿では,従来のPSOとOLを利用したPSOの解探索性能をベンチマーク関数を用いた,数値実験により比較する.

    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題 112(69), 25-28, 2012-05-21


  • 鈍感な粒子群最適化と複数解問題

    丸山 一紀 , 佐野 亮介 , 斎藤 利通


    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題 111(395), 47-50, 2012-01-16


  • 138 2自由度フレキシブルマニピュレータの省エネルギーフィードフォワード制御法

    阿部 晶 , 根本 翔太

    This paper investigates a feedforward control technique for saving the operating energy of a 2-DOF flexible manipulator with a point-to-point (FTP) motion, in which the residual vibration also can be suppressed. The 2-DOF manipulator has one prismatic joint and one revolute joint. In order to obtain a mathematical model properly, the flexible manipulator is modeled by considering the axial displacement due to large bending deformation. The Lagrangian approach in conjunction with the assumed modes method is applied to derive the equations of motion of the manipulator system. For the FTP motion task, the trajectory of the translational motion is set to a cycloidal motion. On the other hand, the trajectory of the rotational motion is designed to simultaneously minimize the residual vibration and the operating energy. In the present method, we attempt to express the trajectory of the joint angle by an artificial neural network (ANN), and then a vector evaluated particle swarm optimization (VEPSO) algorithm, which is a multi-objective optimization algorithm, is used for learning the ANN. By operating the manipulator along the trajectory obtained by the proposed method, the residual vibrations can be suppressed under the minimum energy condition. The numerical simulation results are compared with the experimental results; this comparison reveals the applicability and effectiveness of the proposed method.

    Dynamics & Design Conference 2011(0), _138-1_-_138-10_, 2011


  • 自己最良位置の混合成分を考慮した粒子群最適化法

    久保田 良輔 , 平川 将司 , 田向 権

    粒子群最適化法(Particle swarm optimization: PSO)は,群知能の一種であり,動物の社会的行動を模擬した確率的探索法の一つである.この方法は,概念が非常に単純であり,様々な問題へ比較的容易に適用できることから,近年注目を集めている.しかし,PSOには,探索空間の次元が上がるにつれて探索の効率が悪化するという問題がある.本研究では,各粒子の自己最良位置の混合成分を新たに考慮したPSOを提案する.提案手法では,自己最良位置の適合度に関する重み付き重心を算出し,これを従来のPSOの状態更新法に加えることにより,探索の効率化を図る.提案手法を連続変数最適化のべンチマーク問題に適用し,その有効性を検証する.

    電子情報通信学会技術研究報告. SIS, スマートインフォメディアシステム 111(78), 1-4, 2011-06-02


  • Artificial Bee Colony (ABC) アルゴリズムの高次元問題に対する解探索性能の強化

    宇谷 明秀 , 長島 淳也 , 牛膓 隆太 [他] , 山本 尚生

    一般に,多くの局所解をもつ高次元多峰性関数の大域的最適解を現実的な計算時間内に求めることは困難である.許容できる計算時間内に大域的最適解を求めることを保証した手法は存在しない.しかし,多くの高次元工学設計問題では必ずしも大域的最適解を必要とせず,設計条件を満たす解(これを許容解と呼ぶ)で十分な場合も多い.このような背景から近年,現実的な計算時間で必要十分な許容解を探索することが可能なメタヒューリスティクス,中でも連続型多峰性関数の解を高精度に求めることができるParticle Swarm Optimization(PSO)アルゴリズムに注目が集まっている.しかし,このアルゴリズムは問題の高次元化に伴い探索性能が低下することが指摘されている.本研究では,高次元の最適化問題においてPSOアルゴリズムよりも解探索性能が優れているArtificial Bee Colony(ABC)アルゴリズムに着目し,まずその具体的なアルゴリズム,及び更なる探索性能の向上を目的とした場合の問題点を整理する.次に問題点に対する改善策を導入したアルゴリズムを提案し,多峰性を有する高次元ベンチマーク問題に対する数値実験を通して,提案アルゴリズムの有効性を明らかにする.

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition) 94(2), 425-438, 2011-02-01

    参考文献26件 被引用文献3件

  • 複数解探索のための離散粒子群最適化アルゴリズム

    久保田 将史 , 斎藤 利通


    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題 110(335), 15-19, 2010-12-06


  • 351 多目的最適化によるフレキシブルマニピュレータの省エネルギー軌道計画(アクチュエータ,軌道計画,OS-16 運動と振動の制御,総合テーマ「伝統を,未来へ!」)

    小椋 数馬 , 阿部 晶

    This paper presents a trajectory planning method for saving the operating energy of a flexible manipulator in point-to-point (PTP) motion. An artificial neural network (ANN) is employed to generate the desired joint angle, and then a vector evaluated particle swarm optimization (VEPSO) is used as the learning algorithm. The maximum residual vibration amplitude and the operating energy are adopted as the multi-objective functions of VEPSO algorithm. By operating the manipulator along the trajectory obtained by the proposed method, the residual vibrations can be suppressed in the saving energy. Furthermore, the effectiveness of the proposed method is confirmed by comparison with the previous method which is used cubic spline interpolation. The feasibility of the proposed trajectory planning method is verified by both numerical simulation and experimental results.

    Dynamics & Design Conference 2010(0), _351-1_-_351-6_, 2010


  • RBFネットワークによる逐次近似最適化 : サンプル関数の基礎的検討(機械力学,計測,自動制御)

    北山 哲士 , 荒川 雅生 , 山崎 光悦

    金沢大学理工研究域機械工学系One of the important issues on the Sequential Approximate Optimization (SAO) is the sampling strategy. The sampling strategy for SAO using the Radial Basis Function (RBF) network is proposed in this paper. The proposed sampling strategy consists of three parts, which are called the density function, the boundary function, and random sampling. In order to add the new sampling points effectively, the density function and the boundary fuction are constructed by the RBF network. The objective of the density function is to find the sparse region in the design variable space and is to add the new sampling points in this region. In the constrained optimization problems, at least, one or more constraints will be active. As the result, it is desirable to add the new sampling points on the constratins. The objective of the boundary function is to add the new sampling points on the boundary. In addition, the random sampling is also introduced to spread the search region. The algorithm of proposed sampling strategy is described in detail. Through the numerical examples, the validity is examined.

    日本機械学会論文集 C編 76(768), 1978-1987, 2010

    機関リポジトリ J-STAGE 参考文献22件 被引用文献4件

  • 複数の許容解を探索する Particle Swarm Optimization とその複数シンク無線センサネットワークにおけるシンクノード配置問題への適用

    宇谷 明秀 , 山本 尚生

    ユビキタス情報化社会を進展させる重要なネットワーク技術として,無線センサネットワークに関心が集まっている.一般に,無線センサネットワークでは,シンクノード付近のセンサノードに通信負荷が集中する.よって,現在では複数のシンクノードを有する複数シンク無線センサネットワークを対象とした研究が盛んに行われている.本研究では,複数シンク無線センサネットワークの長期間運用を目的とした設計問題の一つとして,シンクノード群の配置問題を取り上げる.センサノードの分布状態に応じてシンクノード群を適切に配置することができれば,ネットワークの長寿命化が実現する.更に,複数の配置候補を提示することができれば,ネットワークを構成する各ノードの残余電力に応じた柔軟な運用が可能となる.本論文では,まず複数の許容解を探索するParticle Swarm Optimizationの発展手法を提案し,ベンチマーク問題を通してその基本性能を検証する.次に,提案手法を複数シンク無線センサネットワークにおけるシンクノード群の配置問題へ適用し,ネットワーク有効運用期間延長の観点からの有効性と今後の発展の方向性を議論する.

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition) 93(5), 555-567, 2010-05-01

    参考文献24件 被引用文献3件

  • 複数の許容解を探索するParticle Swarm Optimization

    青木 卓也 , 宇谷 明秀 , 山本 尚生

    全国大会講演論文集 第72回(ソフトウェア科学・工学), 429-430, 2010-03-08

    情報処理学会 参考文献4件

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