| 講演名 | 2020-12-14 IEEE 802.15.4ネットワークにおける制御入力および通信スケジューリング同時最適化の一検討 塩田 将士(香川大), 石井 光治(香川大), |
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| 抄録(和) | IEEE 802.15.4 ビーコンモードを用いて複数機器の無線制御を行う場合，コントローラと制御対象間の通信 は，通信方式の異なる 2 つの期間 CAP(Contention Access Period)，CFP(Contention Free Period)で行われる.制御 品質の向上には，どの対象機器にどのように通信リソースを割り振るかのスケジューリングが重要となる.モデル予 測制御を用いた通信スケジューリングと制御入力の同時最適化が検討されているが，CFP 期間のタイムスロットのス ケジューリングは考慮されていない.そこで本研究では，CFP 期間のタイムスロットのスケジューリングまで考慮し た同時最適化に関して検討する.しかし，CFP のスケジューリングを考慮すると候補となるスケジューリングパター ンが制御機器数，予測ホライズンに対して指数的に増加し，最適化の計算量が膨大となる.そこで本研究では，計算 量削減手法に関しても検討する.計算機シミュレーションの結果により，提案するスケジューリングを用いることで 大幅に制御品質を向上させることを示す.さらに提案する計算量削減アルゴリズムが，全パターンで最適化する場合 の特性に比べて僅かな劣化で大幅に計算コストを削減できることを示す. |
| 抄録(英) | When applying IEEE 802.15.4 beacon mode into the wireless networked control system (WNCS) with multiple? plants, individual plants need to utilize neither CAP or CFP for establishing communication network between the controller and end-device (plant). For realizing a reliable WNCS, it is important to make an efficient resource allocation, i.e., scheduling,. A joint optimization of control-input and scheduling based on MPC have been proposed. However, it does not consider the scheduling in CFP. This study proposes a joint optimization of control-input and scheduling in CFP as well as CAP. The computational burden for the optimization of the proposed system exponentially increases in proportion to the number of plants and predictive horizon. To mitigate this disadvantages, we further propose the optimization with less computational complexity. Computer simulations show that the proposed joint optimization can significantly enhance the quality of control and the optimization with less computational optimization has slightly less performance compared to the optimization with a brute force approach but can significantly reduce the computational complexity. |
| キーワード(和) | IEEE 802.15.4 / 通信スケジューリング / モデル予測制御 |
| キーワード(英) | IEEE 802.15.4 / Communication Scheduling / Model Predictive Control |
| 資料番号 | WBS2020-10,ITS2020-6,RCC2020-13 |
| 発行日 | 2020-12-07 (WBS, ITS, RCC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ITS / WBS / RCC |
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| 開催期間 | 2020/12/14(から2日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | ITS通信，高信頼制御通信，レーダ・センシング技術及び一般 |
| テーマ（英） | ITS Communications, Reliable Communication and Control, Radar and Sensing, etc. |
| 委員長氏名（和） | 和田 友孝(関西大) / 浜村 昌則(高知工科大) / 李 還幇(NICT) |
| 委員長氏名（英） | Tomotaka Wada(Kansai Univ.) / Masanori Hamamura(Kochi Univ. of Tech.) / HUAN-BANG LI(NICT) |
| 副委員長氏名（和） | 高取 祐介(神奈川工科大) / 羽多野 裕之(三重大) / 庄納 崇(インテル) / 藤井 雅弘(宇都宮大) / 東 俊一(名大) / 石井 光治(香川大) |
| 副委員長氏名（英） | Yusuke Takatori(Kanagawa Inst. of Tech.) / Hiroyuki Hatano(Mie Univ.) / Takashi Shono(INTEL) / Masahiro Fujii(Utsunomiya Univ.) / Shunichi Azuma(Nagoya Univ.) / Koji Ishii(Kagawa Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 小野 晋太郎(東大) / 橋浦 康一郎(秋田県立大) / 荒井 伸太郎(岡山理科大) / 中村 僚兵(防衛大) / 加川 敏規(電中研) / 林 直樹(阪大) |
| 幹事氏名（英） | Shintaro Ono(Univ. of Tokyo) / Kouichiro Hashiura(Akita Prefectural Univ.) / Shintaro Arai(Okayama Univ. of Science) / Ryohei Nakamura(National Defence Academy) / Toshinori Kagawa(CRIEPI) / Naoki Hayashi(Osaka Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 今尾 勝崇(三菱電機) / Yanlei Gu(立命館大) / 佐保 賢志(富山県立大) / Duong Quang Thang(奈良先端大) / 森山 雅文(NICT) / 木下 雅之(千葉工大) / 単 麟(NICT) / 小蔵 正輝(阪大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Msataka Imao(Mitsubishi Electric) / Yanlei Gu(Ritsumeikan Univ.) / Kenshi Saho(Toyama Prefectural Univ.) / Duong Quang Thang(NAIST) / Masafumi Moriyama(NICT) / Masayuki Kinoshita(Chiba Univ. of Tech.) / SHAN LIN(NICT) / Masaki Ogura(Osaka Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Intelligent Transport Systems Technology / Technical Committee on Wideband System / Technical Committee on Reliable Communication and Control |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | IEEE 802.15.4ネットワークにおける制御入力および通信スケジューリング同時最適化の一検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A study on joint optimization of control input and communication scheduling in IEEE 802.15.4 network |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | IEEE 802.15.4 / IEEE 802.15.4 |
| キーワード(2)（和/英） | 通信スケジューリング / Communication Scheduling |
| キーワード(3)（和/英） | モデル予測制御 / Model Predictive Control |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 塩田 将士 / Masashi Shiota |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 香川大学(略称：香川大) Kagawa University(略称：Kagawa Univ) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 石井 光治 / Koji Ishii |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 香川大学(略称：香川大) Kagawa University(略称：Kagawa Univ) |
| 発表年月日 | 2020-12-14 |
| 資料番号 | WBS2020-10,ITS2020-6,RCC2020-13 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | WBS-290,ITS-291,RCC-292 |
| ページ範囲 | pp.13-18(WBS), pp.13-18(ITS), pp.13-18(RCC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2020-12-07 (WBS, ITS, RCC) |