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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Optimal design method realizing the maximal limit of injection-locking and its applications.

Research Project

Project/Area Number 26286086
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

田中 久陽  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20334584)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 徳田 功  立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389)
関屋 大雄  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20334203)
福田 弘和  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90405358)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords非線形最適化 / 注入同期 / マイクロエレクトロニクス
Outline of Annual Research Achievements

近年の電子機器の高周波数化・省電力化・微細化にともない, 注入同期という古くからの基礎技術が一層深化しつつあり, 現在の様々な応用においてもその有効性が報告されている.
本研究は, 種々の現実的制約条件下での注入同期の性能向上限界 (実現可能限界) を解明するとともに, これを達成する最適設計論を構築し, その実験検証を行なった. その結果, この最適設計論を援用することにより応用分野開拓に成功した. その内容は, 次の2点である.
(i) 新規な非線形最適化理論の開拓・強化. さらに, 現実的な注入同期の制約条件に対応可能な系統的最適設計論とアルゴリズムの構築.
(ii) これをマイクロエレクトロニクス, 植物工場 (生物時計), さらにナノマテリアルにまで至る応用開拓に組織的に適用すること.
上記の (i) の非線形最適化理論を構築するために, まず出発点として単一振動子の場合において, 理論的基礎を整備した. 成果として, これに関する成果が論文発表される予定である. また, 当初予期しなかった理論的進展もあり, この方向を模索した結果, 想定外の成果も得られた. これは論文投稿中である.
一方, 上記の (ii) の応用開拓として, その対象となるマイクロエレクトロニクス発振器において, 位相応答関数 (位相リセット曲線) という発振器の非線形特性にかかわるデータを精度よく得ることが肝要であった. これは前年度に解決され, その結果をもとに, (i) の最適化理論に基づく設計アルゴリズムが適用され, 数値シミュレーションと実験系による検証が可能となった. この結果も現在論文投稿中である. また, 植物工場, ナノマテリアルに至る応用開拓については, 現在引き続き研究を進めている.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 2014

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 9 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 植物工場における概日時計の科学技術2018

    • Author(s)
      福田 弘和
    • Journal Title

      植物環境工学

      Volume: 30 Pages: 20-27

    • DOI

      10.2525/shita.30.20

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 植物が刻むリズムを植物工場に生かす2018

    • Author(s)
      福田 弘和
    • Journal Title

      JSTnews

      Volume: 3月号 Pages: 10-11

    • Open Access
  • [Journal Article] Experimental study on entrainment of Stirling engines to an external pacemaker2017

    • Author(s)
      Kishin Migimatsu, Hisashi Kada, Isao T. Tokuda
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: E8N Pages: 246-254

    • DOI

      10.1587/nolta.8.246

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multicellularity enriches the entrainment of Arabidopsis circadian clock2017

    • Author(s)
      Kosaku Masuda, Ryota Kitaoka, Kazuya Ukai, Isao T. Tokuda, Hirokazu Fukuda
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 3 Pages: e1700808

    • DOI

      10.1126/sciadv.1700808

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transition of phase response properties and singularity in the circadian limit cycle of cultured cells2017

    • Author(s)
      Satoshi Koinuma, Hiroshi Kori, Isao T Tokuda, Kazuhiro Yagita, Yasufumi Shigeyoshi
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 12 Pages: e0181223

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0181223

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of different light-dark schedules on estrous cycle in mice, and implications for mitigating the adverse impact of night work2017

    • Author(s)
      Kiichi Yoshinaka, Ai Yamaguchi, Ritsuko Matsumura, Koichi Node, Isao.T. Tokuda, Makoto Akashi
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 22(10) Pages: 876-884

    • DOI

      10.1111/gtc.12522

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Potential contribution of tandem circadian enhancers to nonlinear oscillations in clock gene expression2017

    • Author(s)
      Isao T. Tokuda, Akihiko Okamoto, Ritsuko Matsumura, Toru Takumi, Makoto Akashi
    • Journal Title

      Molecular Biology of the Cell

      Volume: 28(17) Pages: 2333-2342

    • DOI

      10.1091/mbc.E17-02-0129

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] New insights into olivo-cerebellar circuits for learning from a small training sample2017

    • Author(s)
      Isao T. Tokuda, Huu Hoang, Mitsuo Kawato
    • Journal Title

      Current Opinion in Neurobiology

      Volume: 46 Pages: 58-67

    • DOI

      10.1016/j.conb.2017.07.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Salt-inducible kinase 3 regulates the mammalian circadian clock by destabilizing PER2 protein2017

    • Author(s)
      Naoto Hayasaka, Arisa Hirano, Yuka Miyoshi, Isao T. Tokuda, Hikari Yoshitane, Junichiro Matsuda, Yoshitaka Fukada
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 6 Pages: e24779

    • DOI

      10.7554/eLife.24779

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Steady-state analysis of isolated class-E2 converter outside nominal operation2017

    • Author(s)
      Tomoharu Nagashima, Xiuqin Wei, Elisenda Bou, Eduard Alarcon, Marian K. Kazimierczuk, and Hiroo Sekiya
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      Volume: 64 Pages: 3227-3238

    • DOI

      10.1109/TIE.2016.2631439

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Outside nominal operation analysis and design considerations of Inverse-class-E power amplifier2017

    • Author(s)
      Ali Lotfi, Ali Ershadi, Ali Medi, Mohsen Hayati, Marian K. Kazimierczuk, Hiroo Sekiya, Akihiko Katsuki, and Fujio Kurokawa
    • Journal Title

      IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics

      Volume: 6 Pages: 165-174

    • DOI

      10.1109/JESTPE.2017.2753399

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 植物生産における概日時計のシステム科学2017

    • Author(s)
      福田 弘和
    • Journal Title

      科研費NEWS

      Volume: 4 Pages: 15-15

    • Open Access
  • [Presentation] 「位相縮約振動工学」と関連する最適化問題2017

    • Author(s)
      田中 久陽
    • Organizer
      日本応用数理学会研究部会「数理設計」第19回研究集会
    • Invited
  • [Presentation] 非線形問題に内在する最適性の探求~注入同期回路設計への応用と新規な振動工学の開拓~2017

    • Author(s)
      田中 久陽,中川 正基,関屋 大雄
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題・システムと回路研究会
    • Invited
  • [Presentation] Mathematical modeling of cellular circadian network with dual coupling mechanisms in the SCN2017

    • Author(s)
      Isao Tokuda, Daisuke Ono, Sato Honma, Ken-ichi Honma, Hanspeter Herzel
    • Organizer
      Gordon research conference on Chronobiology
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 機械力学の基礎:力学への入門2017

    • Author(s)
      宮野 尚哉,徳田 功
    • Total Pages
      175
    • Publisher
      数理工学社
    • ISBN
      4864810451
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 最適波形の演算方法、プログラム及び最適波形演算装置2014

    • Inventor(s)
      田中久陽,矢部洋司
    • Industrial Property Rights Holder
      田中久陽,矢部洋司
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      第6273871号

URL: 

Published: 2018-12-17  

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