2022年度集合写真撮影

7月20日(水)に、卒業アルバムに掲載するための集合写真撮影を行いました。

強風のため、みなさん髪がなびいております!

一同に会すのは春学期最後となりますが、夏休み中も暑さに負けず、頑張りたいですね。

KTH便り10~期末プロジェクト~

こんにちは。

諒です。

2022年5月の様子をお伝えします。

草が生い茂り、緑が濃くなり、キャンパス内には様々な花が咲いています。ここにいると季節の移り変わりを日本にいるとき以上に感じます。

期末プロジェクト

Applied Nonlinear Optimization の最終プロジェクトでは、非線形最適化問題のソルバーの構築を行いました。

二次計画法はアルゴリズムがわかればあとは行列でシンプルに計算できるので、あまり難しくありませんでした。また、ここでつくった二次計画法ソルバを使って一般の非線形最適化問題に応用するための逐次二次計画法ソルバの作成も行いました。

Control Theory and Practice, Advanced Courseでは4タンクシステムの水位制御を行いました。ちなみに、KTHの学部生向けの制御の授業では2タンクシステムの制御の実験を行うらしいのでそれの発展版になります。

このプロジェクトは、モデリング制御の2パートで構成されています。

モデリングの実験では各班に割り当てられたタンクシステムについて、ポンプの性能、排水穴の径、送水弁の分流の特性などを調べるための実験を行います。水位計が下方2つのタンクのみ取り付けられており、上方の水位は直接測れないという仕様になっており、適切な実験を各班で設定してモデルパラメータを求めます。

制御の実験では、モデリングで得られたパラメータを元に分散制御器(Decentralized controller)、デカップリング制御器、ロバスト制御器の設計を行い、実際に水位の制御(所望の水位に変動させる、外乱の下での水位の維持)を行います。排水穴の径によってこの4タンクシステムの動特性は大きくことなり、制御器の良し悪しも変わってきます。

この実習を通しての気付きは、

  • 実社会のシステムにおいて状態変数を正確に知ることは多くの場合困難であること、
  • 制御性能限界の存在、非最小位相系の制御の難しさ
  • です。制御対象モデルに不安定零点が含まれ制御性能限界が存在するとき、所望の制御性能を満足する制御器は設計不可能であることがあります。その場合、LQRやMPCなどの高等な制御手法を用いることは本質的な制御性能の改善には繋がらず、モデリングやシステム設計そのものを見直す必要があることを教えてくれます。

    また、どのモデルにも公称モデルと実際のシステムとはギャップがあり、これらの影響を考慮した制御も重要になります。今回のプロジェクトでも、測定結果が配管の微妙な位置のずれなどによって毎回異なり、モデルパラメータが必ずしも正確とは言えない中で、コントローラー設計を行う必要がありました。

    写真

     

    KTH便り9~ヴァルプルギスの夜~

    こんにちは。

    諒です。

    2022年4月の様子をお伝えします。

    3月から4月にかけて、日が出る時間が急に長くなったように感じます。スウェーデンでは冬、太陽が出るとみんな日向ぼっこをして、子供は親に外に出るよう催促されるらしいのですが、自分も晴れの日は意識的に日を浴びるようにしています。

    Applied Nonlinear Optimization Course

    Applied Nonlinear Optimization では、非線形最適化問題の最適条件や、非制約問題のソルバーとして最急降下法、ニュートン法などについて学びます。制約付き問題に対しては有効制約法、内点法について学びます。また、最もパワフルで幅広く使われている二次計画法(Quadratic Programming)について、これらの手法を使ったソルバーのアルゴリズムを学びます。

    最初のグループプロジェクトでは、軌道衛星の軌道最適化について取り組みました。

    ヴァルプルギスの夜 Valborg

    4月30日はヴァルプルギスの夜です。北欧では一般的な行事で、みんなで大きな火を囲んで春の到来をお祝いします。長い冬が終わり、春が来たことを実感します。

    スウェーデンのあちこちで大きなキャンプファイヤーのようなものをつくってみんなで囲みます。

    写真

    KTH便り8~期末試験とラストピリオド~

    こんにちは。

    諒です。

    2022年3月の様子をお伝えします。

    ピリオド制なのでとても慌ただしいです。授業が新たに始まったと思ったら次の月には試験になります。講義内容も終盤に差し掛かり、期末試験がやってきました。

    そして試験が終わると間髪を入れずに次の新しい学期が始まります。

    第4ピリオド

    第4ピリオド履修する専門科目は

    • Control Theory and Practice, Advanced Course
    • Applied Nonlinear Optimization

    です。

    Control Theory and Practice, Advanced Course では、ロバスト制御について学びます。BIBO安定性の導入、SISO系の特性の解析、開ループ成形によるコントローラー設計、ロバスト安定性などについて学んだあとに、MIMO系についても扱います。慶應でも一度勉強したのですが、改めて勉強し直すと自分の理解が不十分であることに気付かされます(例えば、1-DOFのPIDと2-DOFのPIDの性質の違いなど)。

    講義を聞いて理解したつもりでも、実際に問題が出されたときに、全然解けない、ということがよくあります。幸運にも一緒にグループワークをしている友人が非常に積極的で、彼と一緒に議論しながら問題を解くことでより深く勉強できています。

    例えば、ある宿題では制御対象システムとブロック線図、出力外乱の情報が与えられ、所望の外乱低減特性、目標値追従特性を満たすようなコントローラーを設計する課題が出されるのですが、外乱やシステムの周波数特性に応じて適切に感度関数を設計しないと全ての要求を満たすような結果は得られません。SISOシステムで全体の構成はシンプルですが、実際に調整可能なパラメータはたくさんあり、それらを場当たり的にいじってもうまくいかず、各パラメータが性能にどのように影響するかの定性的な理解が大事になります。