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変分解析を軸とした同期・引き込み最適化アルゴリズムの開拓と現実的問題への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23360047
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工学基礎
研究機関電気通信大学

研究代表者

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

研究分担者 徳田 功  立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389)
千葉 逸人  九州大学, 数理学研究院, 准教授 (70571793)
福田 弘和  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90405358)
連携研究者 中尾 裕也  東京工業大学, 情報理工学研究科, 准教授 (40344048)
藤島 実  広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (60251352)
唐沢 好男  電気通信大学, 情報理工(系)研究科, 教授 (40313407)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2012年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2011年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード注入同期 / 周波数引き込み / ロックレンジ / 非線形振動子 / 最適化問題 / 変分解析 / 同期・引き込み / 最適化アルゴリズム / 発振器(振動子) / CMOS 発振回路 / 概日リズム制御 / genetic algorithm / 発振器(振動子) / CMOS発振回路
研究概要

注入同期により,発振器(非線形振動子)の周波数安定性を向上できるため,様々な応用のための着実な研究が進められてきた.しかし,注入同期の性能を最適化する設計手法は,われわれの知る限りいまだ確立されていない.本研究では,変分法を基礎とする注入同期の最適化理論に基づき,いくつかの実用上有用な非線形振動子における引き込み周波数帯(ロックレンジ)の最大化が可能となった.

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (8件)

  • [雑誌論文] Optimal Waveform for Fast Entrainment of Weakly Forced Nonlinear Oscillators2013

    • 著者名/発表者名
      Zlotnik A, Chen Y, Kiss I Z, Tanaka H, Li J
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 111 号: 2 ページ: 24102-24102

    • DOI

      10.1103/physrevlett.111.024102

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detecting Connectivity of Small, Dense Oscillator Networks from Dynamical Measurements based on a Phase Modeling Approach2013

    • 著者名/発表者名
      Tokuda I, Wickramasinghe M, Kiss I Z
    • 雑誌名

      Physics Letters A

      巻: 377 号: 31-33 ページ: 1862-1867

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2013.05.016

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlling Circadian Rhythms by Dark-Pulse Perturbations in Arabidopsis Thaliana2013

    • 著者名/発表者名
      Fukuda H, Murase H, and Tokuda I
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 3 号: 1 ページ: 1533-1533

    • DOI

      10.1038/srep01533

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circadian regulation of food-anticipatory activity in molecular clock-deficient mice.2012

    • 著者名/発表者名
      Takasu NN, et al.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 7(11) 号: 11 ページ: e48892-e48892

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0048892

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self - Arrangement of Cellular Circadian Rhythms through Phase Resetting in Plant Roots2012

    • 著者名/発表者名
      Fukuda H, Ukai K, Oyama T
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 86 号: 4 ページ: 41917-41917

    • DOI

      10.1103/physreve.86.041917

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive coupling of inferior olive neurons in cerebellar learning.2012

    • 著者名/発表者名
      Isao T. Tokuda, Hoang Huu, Nicolas Schweighofer, and Mitsuo Kawato
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: vol. 47 ページ: 42-50

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2012.12.006

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 連結型Rimless Wheelの受動歩行とその性能解析2012

    • 著者名/発表者名
      浅野文彦、井上遼祐、田中大樹徳田功
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 30 号: 1 ページ: 107-116

    • DOI

      10.7210/jrsj.30.107

    • NAID

      130002152257

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchronization analysis of choir singing2012

    • 著者名/発表者名
      Isao Tokuda, A.Kuwahara
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: Vol.3, No.2 ページ: 215-221

    • NAID

      130002139292

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物工場における体内時計の制御技術2012

    • 著者名/発表者名
      福田弘和、鵜飼和也
    • 雑誌名

      化学工学

      巻: vol.75, No.12 ページ: 802-806

    • NAID

      10030159598

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Engineering of Synchronization and Clustering of a Population of Chaotic Chemical Oscillators2011

    • 著者名/発表者名
      Craig G.Rusin, Isao Tokuda, Istvan Z.Kiss, John L.Hudson
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie

      巻: Vol.50, Issue 43 号: 43 ページ: 10212-10215

    • DOI

      10.1002/anie.201008194

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysing and Understanding the Singing Voice2011

    • 著者名/発表者名
      Malte Kob, Nathalie Henrich, Hanspeter Herzel, David Howard, Isao Tokuda, Joe Wolfe
    • 雑誌名

      Current Bioinformatics

      巻: Vol.6, No.3 ページ: 362-374

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematical Models and Numerical Schemes for the Simulation of Human Phonation2011

    • 著者名/発表者名
      Fariborz Alipour, Christoph Bruecker, Douglas D.Cook, Andreas Goemel, Manfred Kaltenbacher, Willy Mattheus, Luc Mongeau, Eric Nauman Ruediger Schwarze, Isao Tokuda, Stefan Zoerner
    • 雑誌名

      Current Bioinformatics

      巻: Vol.6, No.3 ページ: 323-343

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subglottal pressure and fundamental frequency control in contact calls of juvenile Alligator mississippiensis2011

    • 著者名/発表者名
      T.Riede, I.Tokuda, C.G.Farmer
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 214 号: 18 ページ: 3082-3095

    • DOI

      10.1242/jeb.051110

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase wave of gene expression in the mammalian central circadian clock network2011

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Fukuda, Isao Tokuda, Seiichi Hashimoto, Naoto Hayasaka
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: Vol.6, No.8 号: 8 ページ: e23568-e23568

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0023568

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Center manifold reduction for a large population of globally coupled phase oscillators2011

    • 著者名/発表者名
      Hayato Chiba, et al
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 21 号: 4 ページ: 43103-43103

    • DOI

      10.1063/1.3647317

    • NAID

      120005133101

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 同期・引き込み現象と変分解析2011

    • 著者名/発表者名
      田中久陽
    • 雑誌名

      電子情報通信学会非線形問題研究会

      巻: vol., 111,No.62 ページ: 85-87

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Derivations of Locking Ranges for Injection-Locked Class-E Oscillator2013

    • 著者名/発表者名
      Nagashima T, Wei X, Tanaka H, Sekiya H
    • 学会等名
      IEEE Intl. Conf. on Power Electronics and Drive Systems (PEDS 2013)
    • 発表場所
      Kitakyushu, Japan (pp. 1021-1024)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical derivations of locking ranges for injection-locked class-E oscillator2013

    • 著者名/発表者名
      Nagashima T, Wei X, Tanaka H, Sekiya H
    • 学会等名
      2013 IEEE 10th International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS)
    • 発表場所
      Kitakyushu, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Recent Breakthrough of Injection Locking Technique2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H
    • 学会等名
      Invited Talk at Potsdam Institute for Climate Impact Research
    • 発表場所
      Potsdam, Germany
    • 年月日
      2012-09-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 皮質自発発火活動モデルにおける強EPSPのループと異常発火2012

    • 著者名/発表者名
      岩本隆広, 寺前順之介, 徳田功
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A spectral theory of linear operators on Gelfand triplets2011

    • 著者名/発表者名
      Hayato Chiba
    • 学会等名
      Emerging Topics on Differential Equations and their Applications
    • 発表場所
      天津、中国(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Oscillator network modeling of circadian rhythm in the suprachiasmatic nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      I.Tokuda, H.Herzel
    • 学会等名
      26th Symposium on Biological and Physiological Engineering
    • 発表場所
      Ritsumeikan University, Japan
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Theory and applications of optimal entrainment for energy efficient injection-locking oscillators2011

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 学会等名
      Dynamics Days 2011
    • 発表場所
      University Oldenburg, Germany
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Optimal Entrainment of Limit-Cycle Oscillators and its Applications to Communication Devices2011

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka, N.Sagayama, T.Harada, I.Kiss
    • 学会等名
      Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2011)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Oscillator network modeling of circadian rhythm in the suprachiasmatic nucleus2011

    • 著者名/発表者名
      I.Tokuda, H.Fukuda, N.Hayasaka
    • 学会等名
      3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics
    • 発表場所
      Niseko, Japan
    • 年月日
      2011-06-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Theory and Applications of Optimal Entrainment for Energy Efficient Injection-Locking Oscillator2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H
    • 学会等名
      DYNAMICS DAYS EUROPE (DDEU 2011)
    • 発表場所
      Oldenburg, Germany
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Optimal Entrainment of Limit - Cycle Oscillators and its Applications to Communication Devices2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H
    • 学会等名
      2011 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA 2011)
    • 発表場所
      Kobe, Japan (査読有)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Gelfandの3つ組を用いた線形作用素のスペクトル理論とその結合振動子系のダイナミクスへの応用

    • 著者名/発表者名
      千葉逸人
    • 学会等名
      日本数学会
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A spectral theory of linear operators on Gelfand triplets and its applications to infinite dimensional dynamical systems

    • 著者名/発表者名
      千葉逸人
    • 学会等名
      Dynamical Systems: 100 years after Poincare
    • 発表場所
      スペイン
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Reduction of parabolic PDEs

    • 著者名/発表者名
      千葉逸人
    • 学会等名
      AIMS International Conference on Dynamical Systems, Differential Equations, and Applications
    • 発表場所
      アメリカ
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://synchro4.ee.uec.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 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

    • 発明者名
      田中 久陽, 矢部 洋司
    • 権利者名
      国立大学法人 電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-02-03
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 通信装置及び通信方法2014

    • 発明者名
      田中久陽,篠原健太
    • 権利者名
      田中久陽,篠原健太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-02-21
    • 取得年月日
      2014-02-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 注入同期系の性能限界を実現する入力信号の設計方法2014

    • 発明者名
      田中久陽,矢部洋司
    • 権利者名
      田中久陽,矢部洋司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-01-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 情報処理装置および方法、プログラム、並びに通信方法2013

    • 発明者名
      田中 久陽, 菊池 正隆, 木村 祟之
    • 権利者名
      国立大学法人 電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2013-01-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 無線通信装置、及び無線通信システム並びに送信タイミング制御方法2013

    • 発明者名
      田中 久陽, 手塚 清豪
    • 権利者名
      国立大学法人 電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2013-12-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 発振器の内部機構の推定方法、推定プログラム及び推定装置2013

    • 発明者名
      田中 久陽, 菊池 淳弘, 宮崎 紀子
    • 権利者名
      国立大学法人 電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2013-11-15
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 通信装置、移動体通信システム及び通信方法2012

    • 発明者名
      田中 久陽, 篠原 健太
    • 権利者名
      国立大学法人 電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2012-09-28
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 時刻同期方法及びそれに用いる通信装置及びノード2012

    • 発明者名
      田中 久陽, 太田 大輔
    • 権利者名
      国立大学法人 電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 取得年月日
      2012-05-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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