NSITEXE 制御マイコンで実現するモデル予測制御ソリューションを開発

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高負荷演算を並列プロセッサDR1000Cでアクセラレート

株式会社エヌエスアイテクス(本社︓東京都港区、代表者︓新見 幸秀、以下「NSITEXE」)は、組込みシステム向けの制御マイコン(以下「MCU」)で、モデル予測制御を実現するソリューション向けに、RISC-Vベースの並列プロセッサIPであるDR1000Cをアクセラレータとし、プラントモデルとメタヒューリスティックソルバを利用し最適制御を実現する技術を開発し、お客様に評価提供を開始する事を発表します。
 人とクルマをつなげるモビリティ社会、人と街をつなげるスマートシティ、産業界において現実世界をコンピュータ上で再現するCyber Physical Systemの実現において、高精度な制御を実現するモデル予測制御(Model Predictive Control 以下「MPC」 )の実装ニーズが高まっています。

 MPCは、制御対象(プラント)の出力を予測し、予測された出力が制御目的をどの程度満たすかを評価関数Hで記述し、Hが最適となる操作量をリアルタイムで探索する制御手法になります。従来のMPCでは、評価関数Hの最適解を安定的に解くために、評価関数Hの制約がありました。NSITEXEでは、評価関数Hの最適解探索にメタヒューリスティックソルバを用いることにより、任意の評価関数を設計することが出来るため、MPCの適用範囲を大幅に広げることが可能です。本手法を自動運転の速度制御に適用した場合、速度目標値の変化を先読みした予備の加減速(図1の1.)や、勾配抵抗をキャンセルするトラクション発生(図1の2.)を最適に行うことにより、目標速度に対する二乗誤差の平均をPI制御に比べ17%まで低減しました。
図1 自動運転制御におけるPI制御とMPCの比較

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