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2010 Fiscal Year Annual Research Report

非線形振動回路のネットワークを用いた時系列データの分析と予測

Research Project

Project/Area Number 19760270
Research InstitutionHiroshima Institute of Technology

Principal Investigator

山内 将行  広島工業大学, 工学部, 准教授 (40384169)

Keywordsネットワーク型発振器 / 時系列データ予測 / データマイニング / 同期現象 / 時系列データ
Research Abstract

本研究では,ネットワーク型発振器を用いて,時系列データの予測を行うことが目的である。昨年度までに,van der Pol発振器を3x3の格子状に結合したネットワーク型発振器で,過去のデータを入力することにより,未来のデータが出力される一種のフィルタを構築し,回路方程式を正規化してルンゲ・クッタ法を用いて数値解析を行い,時系列データの予測を行ってきた。このシステムはパラメータ数が多く,手動による調整部分も多かった。今年度は,自動化のためのパラメータ調整手法を開発し,1度目の予測以外はほぼ完全に自動で予測を行うプログラムの開発に成功した。また,実回路においてこのシステムが構築可能なことをより明らかにするため,昨年度から引き続き行っているspiceを用いての,ダブルスクロールアトラクタを持つカオス時系列データの予測を行い成功させた。この実験では,素子の大きさを実際に作成可能な大きに限定し,観測用の回路なども含めたため,各キャパシタの初期電圧などを設定する回路を作成する必要はあるが,予測を行う実回路システムをそのまま作成できることが明白になったと言える。さらに,波形合成時に発生していると考えられる現象を考慮するため,これらの格子状回路の規模を大きくし,位相差の伝搬現象についての解析も行い,同期への引き込み力の強さや,位相差が伝搬し続ける現象のメカニズムの解析なども行った。また,実回路を作成し,シミュレーション上で見られた現象と同様の現象が見られることを確認した。別の回路として,スパイラルインダクタを用いた発振器と共振器を組み合わせることによる予測システムについても上記の場合と同じ条件で,spice上で実現し,時系列データの合成に成功した。よって,この方式でも実回路として実現可能であることは明白である。また,この方式においては,複雑な挙動を示す時系列データの予測には,回路規模を大きくする必要があることも示した。

  • Research Products

    (8 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Prediction of Time-Series Data using PSpice and Runge-Kutta Method2010

    • Author(s)
      Kazuhisa Yoshimatsu, Masayuki Yamauchi, Yoshifumi Nishio
    • Journal Title

      Proceedings of 18th IEEE Workshop on Nonlinear Dynamics of Electronic Systems

      Pages: 106-109

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Penetration and Reflection Mechanisms of Phase-Inversion Wavesin Lattice Oscillators2010

    • Author(s)
      Hitoshi Aburatani, Suguru Yamane, Masayuki Yamauchi, Yoshifumi Nishio
    • Journal Title

      Proceedings of 18th IEEE Workshop on Nonlinear Dynamics of Electronic Systems

      Pages: 154-157

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Propagation Mechanism of Phase-Inversion Wave in In-and-Anti-Phase Synchronization on 2D Lattice Oscillator2010

    • Author(s)
      Seiko Kunihiro, Hitoshi Aburatani, Masayuki Yamauchi, Yoshifumi Nishio
    • Journal Title

      Proceedings of 2010 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications

      Pages: 15-18

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 複数の発振器と共振器を結合した系によるChua回路の時系列データの予測に関する研究2011

    • Author(s)
      田中亨, 吉松和久, 山内将行
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学
    • Year and Date
      20110300
  • [Presentation] 2次元格子状発振器システムを用いたカオス時系列データの自動予測に関する研究2011

    • Author(s)
      佐々木達也, 山内将行, 西尾芳文
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      20110100
  • [Presentation] 3x3の格子状にインダクタで結合された発振器のシステムを用いたカオス時系列データの予測の自動化について2010

    • Author(s)
      佐々木達也, 井元健夫, 山内将行, 西尾芳文
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Place of Presentation
      鳴門教育大学
    • Year and Date
      20100800
  • [Presentation] プリンテッド・スパイラル・インダクタを利用した発振器を結合した系による気温時系列データの予測2010

    • Author(s)
      田中亨, 吉松和久, 井元健夫, 山内将行, 田中衞
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Place of Presentation
      石川県文教会館
    • Year and Date
      20100700
  • [Presentation] 格子状に結合された発振器に見られる交互逆相同期状態における位相反転波動の伝搬と端での反射のメカニズム2010

    • Author(s)
      國廣成功, 油谷仁志, 山根卓, 山内将行, 西尾芳文
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • Place of Presentation
      石川県文教会館
    • Year and Date
      20100700

URL: 

Published: 2012-07-19  

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