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非線形力学系の不安定化制御を応用した創発システムの研究

Research Project

Project/Area Number 12750365
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field System engineering
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

上田 哲史  徳島大学, 工学部, 講師 (00243733)

Project Period (FY) 2000 – 2001
Project Status Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2001: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2000: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywordsカオス / TSP / ニューラルネットワーク / 創発システム / 分岐 / BVP発振器 / ニューラルネット / 結合系 / 振動ユニット / カオス同期 / 生体情報工学
Research Abstract

本年度は主に,二次割り当て問題を解くHop fieldタイプのニューラルネットワーク(NN)の提案とその求解能力の解析を行なった.各ニューロンにはカオス写像の軌道を入力し,局所解からの脱出を図るとともに,大域最適解の候補を探索するエンジンとして利用した.
まず問題を記述し,通常のHop field NNとの比較を行ない,カオスの有用性を見出した.次いで,どのようなカオスがこの問題を解くために有効であるのかを数値的に解析した.その結果,3周期窓付近のインターミッテンシー的カオスが性能がよいことが分かった.
次に,確率過程のノイズとカオスノイズとの性能比較を行なった.具体的には,ギルバートモデルによりバーストノイズを生成し,それをNNに注入した場合と,純カオスノイズのみで駆動するNNとの解探索能力の比較を行った。計算機シミュレーションによってバーストノイズがカオスノイズに近い高い性能を示した。このことから,バースト部とラミナー部の存在が,ホップフィールドニューラルネットワークにカオスノイズを注入する効果の要因のひとつになっていることが明らかになった
以上の結果をまとめ,雑誌等に投稿する予定である.
また,研究の過程において偶然携わることになったBVP発振器において,その簡単な結合系に特異な非線形現象を見出した.つまり,リズムの異なる二つのBVP発振器を結合した場合,これまでにない特徴を有したカオスが発生する.また,等しい時定数をもつBVP発振器同士を線形素子で結合した場合は,さまざまな分岐が退化し,カオスなどの現象はむしろ発生しにくいことが分かった.結合方式とそれに応じて発生する分岐現象を詳細に解析した.

Report

(2 results)
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All Other

All Publications (19 results)

  • [Publications] T.Ueta, G.Chen, T.Kawabe: "A simple approach to calculation and control of unstable periodic orbits in chaotic piecewise linear systems"International Journal of Bifurcation and Chaos. 11・1. 215-224 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kousaka, S.Tahara, T.Ueta, M.Abe, H.Kawakami: "Chaos in a simple hybrid system and its control"IEE Electronics Letters. 37・1. 1-2 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 辻繁樹, 上田哲史, 吉永哲哉, 川上博: "指定した偏角を有する固定点の計算とその応用"電子情報通信学会論文誌. J84-A・3. 441-443 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 上田哲史, 泉田英嗣, 川上博: "非線形力学系にみられる周期解の分岐曲面の視覚化"可視化情報学会論文集. 21・4. 65-70 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kousaka, T.Ueta, H.Kawakami: "Chaos and control of nonlinear circuit containing a periodic switch"The Latin American Applied Research Journal. 31・7. 157-162 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] K.C.Yap, G.Chen, T.Ueta: "Controlling bifurcations of discrete maps"The Latin American Applied Research Journal. 31・7. 211-218 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 上田哲史, 武内朗, 寺田賢治: "フラクタル符号を用いた画像パターン検索の一手法"電子情報通信学会論文誌. J85-A・2. 253-257 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kousaka, T.Ueta, H.Kawakami: "Controlling chaos in a state-dependent nonlinear system"International Journal of Bifurcation and Chaos. 12(印刷中). (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ueta, G.Chen: "On synchronization and control of coupled Wilson-Cowan neural oscillators"International Journal of Bifurcation and Chaos. 13(印刷中). (2003)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ueta, H.Kawakami: "Bifurcation in asymmetrically coupled BVP oscillators"International Journal of Bifurcation and Chaos. 13(印刷中). (2003)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] G.Chen, T.Ueta: "Chaos in Circuits and Systems"World Scientific, Singapore. 645 (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ueta: "Bifurcation Analysis of Chen's Equation"International Journal of Bifurcation and Chaos. 10・8. 1917-1931 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 上田哲史: "高次元自律系におけるNeimark-Sacker分岐の一計算法"電子情報通信学会論文誌. J83-A・10. 1141-1147 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] K.Shimoji: "Solving Abilities of Hopfield Neural Network with Chaotic Noise versus with Simulated Annealing for Traveling Salesman Problem"Proceedings of AFSS 2000. 909-913 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] S.Baba: "Solving Ability of Hopfield NN with Burst Noise"Proceedings of AFSS 2000. 914-917 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ueta: "Construction of Effective Noise for TSP"Proceedings of IECON'00. 2135-2140 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] Z-H.Guan: "On Impulsive Control of a Periodically Forced Chaotic Pendulum System"IEEE Trans.Automatic Control. 45・9. 1724-1727 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] T.Ueta: "Numerical Approaches to Bifurcation Analysis, Chaos and Bifurcaions in Circuits and Systems"Birkhauser (予定). 680 (2001)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] T.Kousaka: "Nonlinear Dynamical Systems with Interrupted Characteristics, Chaos and Bifurcaions in Circuits and Systems"Birkhauser (予定). 680 (2001)

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      2000 Annual Research Report

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Published: 2000-04-01   Modified: 2016-04-21  

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