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2015 年度 実施状況報告書

最適可変ステップサイズを有するLMSアルゴリズムと機械振動解析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K06117
研究機関県立広島大学

研究代表者

肖 業貴  県立広島大学, 経営情報学部, 教授 (50252325)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード適応周波数分析 / 可変ステップサイズ / LMSアルゴリズム / 変分法 / 関数の最適化 / 自乗誤差
研究実績の概要

平成27年度では以下の研究を実施した。
① 従来型の可変ステップサイズ(VSS: variable step-size)を有するLMSアルゴリズムを適応周波数分析問題に適応し、その有効性をシミュレーションにより詳しく検証した。多くの知見を得た。
②従来型VSS-LMSアルゴリズムを簡素化し、計算量が少なく、同程度かやや劣る程度の性能を有する簡素型VSS-LMSアルゴリズムを提案して、その詳細な性能解析を行った。成果の一部はSignal Processingという名声のある国際ジャーナルに投稿し掲載された。狭帯域能動騒音制御システムにも応用している。
③VSSのステップサイズ更新式に対して、解析誤差に対する一般関数を導入し、その最適な関数系を変分法により求めた。その関数の最適化を可能にするために、多くの近似を導入した。その結果、試行錯誤により最終的には一般関数系を求めることに成功した。シミュレーションにより、その有効性の一端を確認できた。成果の発表はこれからである。
④開発した最適なVSS-LMSアルゴリズムの実用性を検証するため、機械の振動計測実験システムを構築した。今後の研究においてはそれにより計測した振動データを用いることにより研究開発の実用性を高める予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

①予定した振動計測システムを構築した。特注により、回転機械による振動の計測が可能となった。整備が十分ではないが、研究協力者の助けを得て実験が可能となったし、振動データの測定も行った。
②簡素型VSS-LMSアルゴリズムを提案し、その有効性を検証するとともに、詳細な性能解析を行った。次の関数最適化に弾みをつけたことができた。
③理論面では、VSSに導入した非線形関数の最適化を行った。変分法を用いて、試行錯誤をへて最適な関数系の枠組みを得た。
④成果の一部は国際会議やジャーナルに掲載された。

今後の研究の推進方策

①理論解析を継続し、関数の最適化の更なる検証を行う。
②得られた最適誤差関数の有用性を、測定装置で測定した振動データに応用し、その有用性を確認していく。
③最適誤差関数を用いたVSS-LMSの性能解析を展開し、既存アルゴリズムとの比較を行う。
④広島近辺の関連企業とのジョイントアドベンチャー(研究開発、実用化)の可能性を探る。

次年度使用額が生じた理由

予算ほぼ全額執行した。

次年度使用額の使用計画

今年度配分額に加えて執行する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Harbin Institute of Technology(China)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Harbin Institute of Technology
  • [雑誌論文] A simplified variable step-size LMS algorithm for Fourier analysis and its statistical properties2015

    • 著者名/発表者名
      B.Huang, Y. Xiao, et al.
    • 雑誌名

      Signal Processing

      巻: 117 ページ: 69-81

    • DOI

      10.1016/j.sigpro.2015.04.021

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Narrowband active noise control using variable step-size FXLMS algorithms2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Xiao and Y. Ma
    • 学会等名
      InterNoise 2015
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2015-08-09 – 2015-08-12
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] InterNoise 20152015

    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2015-08-09 – 2015-08-12

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公開日: 2017-01-06  

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