JP7444426B2 - 状態推定評価装置、方法、及び、プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る状態推定評価装置の機能ブロック図である。状態推定評価装置1は、各データベースとして、確率的モデル記憶部5と、学習データ記憶部7を備える。また、状態推定評価装置1は、各処理部として、状態推定器3、モデル学習部6、確信度算出部9を備える。
図2は、実施例1に係る状態推定器の機能ブロック図である。状態推定器3は、観測値2から、確率的モデル記憶部5の確率的モデルを用いて、期待値を算出する期待値算出部11を備える。
図5は、実施例2に係る状態推定器の機能ブロック図である。状態推定器30は、観測更新部12、時間更新部13、及び、バッファ14を備える。ここで、実施例1は推定対象である対象装置のデータを使って状態推定器3を学習(すなわち、観測値yから状態量xの関数を学習)する。これに対し、実施例2は、対象装置を学習(状態量xから観測値yの関数を学習)し、それを用いて観測更新部12および時間更新部13を計算することで、状態推定器30を実現する。
本実施形態に係る状態推定評価方法の効果について検証するため、式(26)、式(27)で表される非線形システムの状態推定を行う。状態推定器の実施形態として実施例2(図5の状態推定器30の機能ブロック図)を用いる。
本実施形態の状態推定評価装置によれば、対象装置(本検証では、非線形システム)を実際に計測した観測値と推定対象である状態量との相互相関式を確率分布(例えばガウス分布)でモデル化している。そして、推定量の確率分布からばらつきを求め、信頼度を分散の逆数として計算している。このため、ばらつきが小さい場合、状態推定器の確信度が高くなる。
3、30 状態推定器
100 ソフトセンサ
Claims (5)
- 推定対象である対象装置から観測された所定の時刻での観測値から、前記対象装置の前記所定の時刻での状態量を推定する状態推定評価装置であって、
前記所定の時刻で動作する値である状態量を動作点とし、前記動作点を条件値とする条件付き確率モデルを記憶する記憶部と、
新たな時刻での観測値を入力とし、前記条件付き確率モデルを用いて前記新たな時刻での状態量を推定し、かつ、前記新たな時刻での新たな動作点を出力する推定部と、
前記新たな動作点を入力とし、前記条件付き確率モデルの不確かさに関する確率的モデルを用いて前記新たな時刻での確信度を算出する算出部と、
を備え、
前記推定部が、相互に依存する観測更新部および時間更新部と、時間的な整合性を保つバッファを有し、
前記記憶部及び前記推定部がソフトセンサとして動作する状態推定評価装置。 - 推定した前記所定の時刻での状態量及び前記確信度を表示する表示部をさらに備える請求項1に記載の状態推定評価装置。
- 前記条件付き確率モデルを学習する学習部をさらに備える請求項1に記載の状態推定評価装置。
- 推定対象である対象装置から観測された所定の時刻での観測値から、前記対象装置の前記所定の時刻での状態量を推定する状態推定評価方法であって、
新たな時刻での観測値を入力とし、前記所定の時刻で動作する値である状態量を動作点とし、前記動作点を条件値とする条件付き確率モデルを用いて前記新たな時刻での状態量を推定し、かつ、前記新たな時刻での新たな動作点を出力する推定ステップと、
前記新たな動作点を入力とし、前記条件付き確率モデルの不確かさに関する確率的モデルを用いて前記新たな時刻での確信度を算出する算出ステップと、を備え、
前記推定ステップが、相互に依存する観測更新ステップおよび時間更新ステップを有し、時間的な整合性を保つバッファを用い、
前記推定ステップがソフトセンサとして動作する状態推定評価方法。 - 推定対象である対象装置から観測された所定の時刻での観測値から、前記対象装置の前記所定の時刻での状態量を推定する状態推定評価プログラムであって、
新たな時刻での観測値を入力とし、前記所定の時刻で動作する値である状態量を動作点とし、前記動作点を条件値とする条件付き確率モデルを用いて前記新たな時刻での状態量を推定し、かつ、前記新たな時刻での新たな動作点を出力する推定ステップと、
前記新たな動作点を入力とし、前記条件付き確率モデルの不確かさに関する確率的モデルを用いて前記所定の時刻での確信度を算出する算出ステップと、を備え、
前記推定ステップが、相互に依存する観測更新ステップおよび時間更新ステップを有し、時間的な整合性を保つバッファを用い、
前記推定ステップが、ソフトセンサとして動作するコンピュータに実行させる状態推定評価プログラム。
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西山清,知識ベース 知識の森,1群5編6章カルマンフィルタ,日本,電子情報通信学会,2011年03月04日,https://www.ieice-hbkb.org/files/01/01gun_05hen_06m.pdf |
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