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J-GLOBAL ID：201002249509272639   整理番号：10A0673340

通信容量制約に基づく動的量子化器の量子化幅設計と性能解析

Optimal Quantizing Width Design of Dynamic Quantizers Based on the Communication Rate Constraints and Its Performance Analysis

著者 (3件)： 岡島寛 (熊本大 大学院自然科学研究科) ,  松永信智 (熊本大 大学院自然科学研究科) ,  澤田賢治 (電通大)
資料名： 計測自動制御学会論文集  (Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers)
巻： 46  号： 6  ページ： 327-335  発行年： 2010年06月30日 
JST資料番号： S0104A  ISSN： 0453-4654  CODEN： KJSRA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 組込み機器をネットワークで接続した大規模プラントなど,ネットワーク通信を含む制御系が構築されている。ネットワーク制御系においては,単位時間当たりに送信可能な情報量が限られるため,通信容量の制約に伴う制御性能の劣化への対処が重要課題となる。通信容量制約を満たすためには信号の量子化が必要であり,信号の効果的な量子化手法として動的量子化器が知られている。静的な量子化では各時刻で信号を近い量子値に丸めるのに対し,動的量子化器では,過去の量子化誤差の情報もフィードバックする。その結果として量子化ノイズの影響を整形することが可能となる。本文では,動的量子化器に対して,通信容量の制約と量子化幅との関係を解析する。具体的には,通信容量から決まる信号レベル数について,そのレベル数を満足する最小の量子化幅を設定する問題を定式化し,動的量子化器のフィルタ部でのダイナミクスと設定可能な量子化幅との関係をLMI最適化問題として特徴づける。その結果,LMI解から導かれた量子化幅では,所定の信号レベル数となることが保証されるのみならず,小さな量子化幅が設定される。また,LMI問題を解くことにより得た最適値は,フィルタ部の設定に起因する量子化器出力への影響を見積もった量に相当しており,フィルタ部の優劣を評価するために有効な評価指標となる。これにより,動的量子化がどのような場合に効果的であるかの指針を示せることとなる。

シソーラス用語： *量子化器 ,  *通信路容量 ,  性能分析 ,  離散時間系 ,  量子化誤差 ,  通信制御 ,  通信網 ,  *制約付最適化問題 ,  *不等式 ,  行列 ,  線形系
準シソーラス用語： ネットワーク制御 ,  *線形行列不等式

分類 (1件)： システム最適化手法  (IA02050Z)

引用文献 (21件)：

• ANTSAKLIS, P. eds. IEEE Transactions on Automatic Controi. 2004, 49, 9, 1421-1423
• 石井秀明. ネットワーク化制御 : 通信がもたらす制御の新展開. 計測と制御. 2008, 47, 8, 627-636
• 石井秀明. ネットワークを介した制御 : 帯域制限と量子化. システム/制御/情報. 2004, 48, 8, 303-308
• 津村. 量子化信号を含む制御系の安定化・システム同定. 計測と制御. 2005, 44, 1, 70-77
• WONG, W. S. Systems with finite communication bandwidth constraints-Part I : State estimation problems. IEEE Transactions on Automatic Control. 1997, 42, 9, 1294-1299

タイトルに関連する用語 (5件)： 容量制約 ,  量子化器 ,  量子化幅 ,  設計 ,  性能解析