制御理論による数値解析学の研究

• 研究課題/領域番号: 22656095
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山本 裕 京都大学, 情報学研究科, 教授 (70115963)
• 連携研究者: 永原 正章 京都大学, 情報学研究科, 講師 (90362582)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: 数値解析 / サンプル値制御理論 / ディジタルフィルタ / 微分方程式の数値解法 / デジタルフィルタ

研究概要

本研究はサンプル値制御理論を用いたフィルタを用いて微分方程式の新しい差分解法の得失を明らかにすることを主たる目的とした.サンプル値制御理論は,連続時間信号をディジタルで処理する点,微分方程式の差分解法と共通の問題であり,現実に音響,画像信号処理等において有効な成果を上げていることから,この主題においても成果の上がることが期待された.通常の基本的な線型集中定数系については相応の成果を得たが,スティッフな系については必ずしも所期の結果を得ていない.一つにはこのサンプル値理論によるフィルタが,系の定常特性を評価規範として設計されている結果,過渡応答については必ずしも優位性を発揮するとは限らないことが明らかとなった.したがって今後は時不変でない特性フィルタの開発を進める他ないと考えられる.その他入力信号に位相遅れ歪が存在した場合,それをディジタル処理によって取り除くことが可能であることが見出された.これは音響,音声復元においてことに有効であり,今後の逆問題への展開が期待される.

研究成果

• [雑誌論文] Frequency Domain Min-Max Optimization of Noise-Shaping Delta-Sigma Modulators (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara and Y. Yamamoto
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Signal Processing 巻: 60巻 ページ: 2828-2839
  • NAID: 120005242578
  • 査読あり
• [雑誌論文] A brief overview of signal reconstruction via sampled-data H∞Optimization (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, M. Nagahara and P. P. Khargonekar
  • 雑誌名: Applied and Computational Mathematics 巻: Vol.11 ページ: 3-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitivity reduction by strongly stabilizing controllers for MIMO distributed parameter systems (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Wakaiki, Y. Yamamoto and H. Ozbay
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: Vol.57 ページ: 2089-2094
  • 査読あり
• [雑誌論文] 粒子フィルターを用いたパラメータ推定による回転機械の劣化診断 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安福,藤井,山本
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: Vol,25 ページ: 221-229
  • NAID: 10031159512
  • 査読あり
• [雑誌論文] エネルギーマネジメントシステムにおける電力需給バランス制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮崎,工藤,永原,林,山本
  • 雑誌名: パナソニック技報 巻: 57巻 ページ: 17-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Brief Overview of Signal Reconstruction via Sampled-Data H-infinityOptimization (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, M. Nagahara and P. P. Khargonekar
  • 雑誌名: Applied and Computational Mathematics 巻: Vol.11 ページ: 3-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signal Reconstruction via H-infinity Sampled-Data Control Theory --Beyond the Shannon Paradigm (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, M. Nagahara, and P. P. Khargonekar
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Signal Processing 巻: Vol.60 ページ: 613-625
  • 査読あり
• [雑誌論文] エネルギーマネジメントシステムにおける電力需給 バランス制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮崎，工藤，永原，林，山本 (宮崎）
  • 雑誌名: パナソニック技報 巻: 57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signal reconstruction via H∞ sampled-data control theory-Beyond the Shannon paradigm (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, M. Nagahara and P. P. Khargonekar (Y. Yamamoto)
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Signal Processing 巻: 60
  • NAID: 120003988227
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frequency Domain Min-Max Optimization of Noise-Shaping Delta-Sigma Modulators (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara and Y. Yamamoto (M. Nagahara)
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Signal Processing 巻: 60
  • NAID: 120005242578
  • 査読あり
• [雑誌論文] A brief overview of signal reconstruction via sampled-data H∞ Optimization (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, M. Nagahara and P. P. Khargonekar (Y. Yamamoto)
  • 雑誌名: Applied and Computational Mathematics 巻: 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitivity reduction by strongly stabilizing controllers for MIMO distributed parameter systems (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Wakaiki, Y. Yamamoto and H. Ozbay (M. Wakaiki)
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: 57
  • 査読あり
• [雑誌論文] 粒子フィルターを用いたパラメータ推定による回転機械の劣化診断 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安福，藤井，山本 (安福）
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: 25
  • NAID: 10031159512
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signal Reconstruction via H-infinity Sampled-Data Control Theory--Beyond the Shannon Paradigm (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, M.Nagahara, P.P.Khargonekar
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Signal Processing 巻: 60 ページ: 613-625
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Brief Overview of Signal Reconstruction via Sampled-Data H-infinity Optimization (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, M.Nagahara, P.P.Khargonekar
  • 雑誌名: Applied and Computational Mathematics 巻: 11 ページ: 3-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] エネルギーマネジメントシステムにおける電力需給バランス制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮崎, 工藤, 永原, 林, 山本
  • 雑誌名: パナソニック技報 巻: 57 ページ: 17-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] H-infinity design of periodically nonuniform interpolation and decimation for non-band-limited signals (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara, M. Ogura, and Y. Yamamoto
  • 雑誌名: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: Vol.4 ページ: 341-348
  • 査読あり
• [雑誌論文] スラスト荷重下における転がり軸受振動の定式化と低速回転域での劣化診断への適用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安福大輔, 藤井 彰, 山本裕
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 77巻 ページ: 2627-2641
  • NAID: 130001055305
  • 査読あり
• [雑誌論文] H∞optimal approximation for causal spline interpolation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara and Y. Yamamoto
  • 雑誌名: Signal Processing 巻: Vol.90 ページ: 176-184
  • NAID: 120002511311
  • 査読あり
• [雑誌論文] H∞ optimal approximation for causal spline interpolation (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Nagahara, Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Signal Processing 巻: 91 ページ: 176-184
  • NAID: 120002511311
  • 査読あり
• [雑誌論文] H-infinity design of periodically nonuniform interpolation and decimation for non-band-limited signals (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Nagahara, M.Ogura, Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Journal of Control, Measurement, and System Integra 巻: 4 ページ: 341-348
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pitch Shifting by H-Infinity-Optimal Variable Fractional Delay Filters (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Nagahara, K.Hanibuchi, Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Proc.IFAC 18th World Congress 巻: 1 ページ: 4386-4391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bezout Identity over a Ring of Distributions-Multivariable Case (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Proc.IFAC 18th World Congress 巻: 1 ページ: 10098-10104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compact Sets in the Graph Topology and Applications to Approximation of System Design (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, M.Vidyasagar
  • 雑誌名: Proc.50th IEEE CDC 巻: 1 ページ: 621-626
  • 査読あり
• [雑誌論文] Duration-invariant pitch-shifting for stringed instruments (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Kagahara, K.Hanibuchi, Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Proc.3rd International Conference on Control and Optimization with Industrial Applications (COIA) 巻: 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] H-infinity optimal approximation for causal spline interpolation (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Nagahara, Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Signal Processing 巻: 91 ページ: 176-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] ラジアル荷重下における転がり軸受振動の定式化と低速回転域での劣化診への適用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安福大輔, 藤井 彰, 山本裕
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 76巻 ページ: 2947-2954
  • 査読あり
• [雑誌論文] ラジアル荷重下における転がり軸受振動の定式化と低速回転域での劣化診断への適用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安福, 藤井, 山本
  • 雑誌名: 日本機械学會論文集 巻: 76-771 ページ: 2947-2954
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudorational behaviors and Bezoutians (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, J.C.Willems, M.Ogura
  • 雑誌名: Proc.MTNS 2010 巻: 1 ページ: 1917-1921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disspativity of pseudorational behaviors (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ogura, Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Proc.MTNS 2010 巻: 1 ページ: 849-853
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quadratic programming for monotone control theoretic splines (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nagahara, C.F.Martin, Y.Yamamoto
  • 雑誌名: Proc.SICE Annual Conference 2010 巻: 1 ページ: 531-534
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the disspativity of pseudorational behaviors (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ogura, Y.Yamamoto, J.C.Willems
  • 雑誌名: Proc.49th IEEE Conference on Decision and Control 巻: 1 ページ: 1737-1742
  • 査読あり
• [学会発表] H-infinity optimal fractional delay filters with application to pitch shifting (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara and Y. Yamamoto
  • 学会等名: 2012 IFAC Workshop on Time Delay Systems
  • 発表場所: Boston (U.S.A)
• [学会発表] Robust stabilization for distributed parameter systems by stable controllers (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Wakaiki, Y. Yamamoto, and H.Ozbay
  • 学会等名: Proceedings of the 20th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
  • 発表場所: Melborne (Australia)
• [学会発表] Tangential Nevanlinna-Pick interpolation for strong stabilization of MIMO distributed parameter systems (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Wakaiki, Y. Yamamoto, and H.Ozbay
  • 学会等名: 51st IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: Hawaii (U.S.A)
• [学会発表] H-infinity control of microgrids involving gas turbine engines and batteries (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara, Y. Yamamoto, S. Miyazaki, T.Kudoh, and N. Hayashi
  • 学会等名: 51th IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: Hawaii (U.S.A)
• [学会発表] H-infinity optimal fractional delay filters with application to pitch shifting (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara and Y. Yamamoto (M. Nagahara)
  • 学会等名: 2012 IFAC Workshop on Time Delay Systems
  • 発表場所: ボストン(U.S.A)
  • 招待講演
• [学会発表] Robust stabilization for distributed parameter systems by stable controllers (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Wakaiki, Y. Yamamoto, and H.Ozbay (M. Wakaiki)
  • 学会等名: Proceedings of the 20th International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
  • 発表場所: メルボルン(オーストラリア)
• [学会発表] Tangential Nevanlinna-Pick interpolation for strong stabilization of MIMO distributed parameter systems (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Wakaiki, Y. Yamamoto, and H.Ozbay (M. Wakaiki)
  • 学会等名: 51st IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: ハワイ(U.S.A)
  • 招待講演
• [学会発表] H-infinity control of microgrids involving gas turbine engines and batteries (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara, Y. Yamamoto, S. Miyazaki, T. Kudoh, and N. Hayashi (M. Nagahara)
  • 学会等名: 51th IEEE Conference on Decision and Control (CDC)
  • 発表場所: ハワイ(U.S.A)
• [学会発表] Compact Sets in the Graph Topology and Applications to Approximation of Sy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, M.Vidyasagar
  • 学会等名: 50th IEEE CDC
  • 発表場所: オーランド(U.S.A.)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-12
• [学会発表] Pitch Shifting by H-Infinity-Optimal Variable Fractional Delay Filters (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Nagahara, K.Hanibuchi, Y.Yamamoto
  • 学会等名: IFAC 18th World Congress
  • 発表場所: ミラノ(イタリア)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Bezout Identity over a Ring of Distributions-Multivariable Case (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Ysmamoto
  • 学会等名: IFAC 18th World Congress
  • 発表場所: ミラノ(イタリア)(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Duration-invariant pitch-shifting for stringed instruments (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Nagahara, K.Hanibuchi, Y.Yamamoto
  • 学会等名: 3rd International Conference on Control and Optimization with Industrial Applications (COIA)
  • 発表場所: アンカラ(トルコ)(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-22
• [学会発表] H∞最適線形フィルタによる静止画像の超解像処理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 銭谷, 山本, 永原
  • 学会等名: 第11回SICE制御部門大会
  • 発表場所: 琉球大学(沖縄)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] サンプル値制御理論にもとづく信号長不変なピッチシフト処理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 埴淵, 永原, 山本
  • 学会等名: 第11回SICE制御部門大会
  • 発表場所: 琉球大学(沖縄)
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] Duration-invariant pitch-shifting for stringed instruments (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara, K. Hanibuchi, and Y. Yamamoto
  • 学会等名: Proc. 3rd International Conference on Control and Optimization with Industrial Applications (COIA
  • 発表場所: Ankara (Turkey)
• [学会発表] Compact Sets in the Graph Topology and Applications to Approximation of System Design (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto and M. Vidyasagar
  • 学会等名: Proc. 50th IEEE CDC
  • 発表場所: Orland (U.S.A)
• [学会発表] Bezout Identity over a Ring of Distributions - Multivariable Case (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto
  • 学会等名: Proc. IFAC 18th World Congress
  • 発表場所: Milan (Italy)
• [学会発表] Pitch Shifting by H-Infinity Optimal Variable Fractional Delay Filters (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara, K. Hanibuchi, and Y. Yamamoto
  • 学会等名: Proc. IFAC 18th World Congress
  • 発表場所: Milan (Italy)
• [学会発表] On the disspativity of pseudorational behaviors (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ogura, Y.Yamamoto, J.C.Willems
  • 学会等名: 49^<th> IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: アトランタ(米国)
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] 制御理論的スプラインのスパース表現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永原, 山本
  • 学会等名: 第39回制御理論シンポジウム
  • 発表場所: ホテルコスモスクエア国際交流センター(大阪)
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] From Sampled-data Control to Signal Processing Beyond the Shannon Paradigm (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto
  • 学会等名: IEEE Multi-Conferences on Systems and Control
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] Quadratic programming for monotone control theoretic splines (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nagahara, C.F.Martin, Y.Yamamoto
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2010
  • 発表場所: 台北(台湾)
  • 年月日: 2010-08-19
• [学会発表] Pseudorational behaviors and Bezoutians (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamamoto, J.C.Willems, M.Ogura
  • 学会等名: MTNS 2010
  • 発表場所: ブラペスト(ハンガリー)
  • 年月日: 2010-07-09
• [学会発表] Disspativity of pseudorational behaviors (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ogura, Y.Yamamoto
  • 学会等名: MTNS 2010
  • 発表場所: ブダペスト(ハンガリー)
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] On the disspativity of pseudorational behaviors (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Ogura, Y. Yamamoto, and J. C. Willems
  • 学会等名: Proc. 49th IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: Atlanta (U.S.A)
• [学会発表] Quadratic programming for monotone control theoretic splines (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara, C. F. Martin, and Y. Yamamoto
  • 学会等名: Proc. SICE Annual Conference 2010
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)
• [学会発表] Pseudorational behaviors and Bezoutians (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, J. C. Willems and M. Ogura
  • 学会等名: Proc.MTNS 2010
  • 発表場所: Budapest (Hungary)
• [学会発表] Disspativity of pseudorational behaviors (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Ogura and Y. Yamamoto
  • 学会等名: Proc. MTNS 2010
  • 発表場所: Budapest (Hungary)
• [図書] From Vector Spaces to Function Spaces - Introduction to Functional Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto
  • 出版者: SIAM Press
• [図書] From Vector Spaces to Function Spaces-Introduction to Functional Analysis with Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto (Y. Yamamoto)
  • 総ページ数: 268
  • 出版者: SIAM Publications
• [図書] Mathematical System Theory - Active noise control with sampled-data filtered-x adaptive algorithm (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nagahara, K. Hamaguchi, and Y. Yamamoto (M. Nagahara)
  • 総ページ数: 508
  • 出版者: CreateSpace
• [備考]
  • URL: http://www-ics.acs.i.kyoto-u.ac.jp/~yy/
• [備考]
  • URL: http://www-ics.acs.i.kyoto-u.ac.jp/~yy/
• [産業財産権] 画像データ処理方法及び画像データ処理装置 (2013)
  • 発明者名: 山本 裕,銭谷謙吾
  • 権利者名: 山本 裕
  • 産業財産権番号: 2013-065502
  • 出願年月日: 2013-03-27
• [産業財産権] 超解像処理方法及び装置 (2011)
  • 発明者名: 山本 裕,銭谷謙吾
  • 権利者名: 山本 裕
  • 産業財産権番号: 2011-141632
  • 出願年月日: 2011-06-27
• [産業財産権] 超解像処理方法及び装置 (2011)
  • 発明者名: 山本裕, 永原正章, 銭谷謙吾
  • 権利者名: 山本裕
  • 産業財産権番号: 2011-141632
  • 出願年月日: 2011-06-27