システムとデータ駆動型制御の行動理論

従来の制御工学は、複雑な状態空間モデルや伝達関数モデルに大きく依存していましたが、現代の工学は生データと直接連携する手法をますます求めています。このコースでは、隠れた内部状態ではなく、観測可能な軌道を通してシステムを捉える強力なフレームワークであるシステム行動理論を紹介します。古典的なモデルベースの制御概念から、現代のデータ駆動型制御技術へと移行します。システムを信号の集合として理解することで、Willems' Fundamental Lemmaのような基礎的な原理を用いて、実験データから直接システム特性を分析し、制御設計を実行する方法を学びます。 学習内容： - 行動システム理論と信号軌道の核心原理を理解する - 状態空間モデルの代わりに、カーネル表現とイメージ表現を用いて動的システムを表現する - Willems' Fundamental Lemmaを適用して、生データからシステム挙動を特徴づける - 実験的な軌道入力から直接データ駆動型制御システムを設計する - 行動的視点から、可制御性や可観測性などのシステム特性を分析する - テキストベースのシナリオを通じて、基本的なデータ駆動型シミュレーションおよび制御アルゴリズムの実装を練習する このコースは、信号、挙動、表現の基本的な定義から始まり、データ駆動型分析と実践的な制御設計ワークフローへと進みます。詳細な説明を読み、概念的な演習に取り組むことで、現代の制御フレームワークに対する理解を深めます。このコースは、高度な制御理論の初心者、工学部の学生、システム理論とデータ駆動型手法の間のギャップを埋めたいデータサイエンティスト向けに設計されており、基本的な線形代数の知識のみを必要とします。今日から現代のシステム制御における行動的アプローチを探求し始めましょう。