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2014 年度 実績報告書

注入同期の実現可能限界を達成する最適設計論の確立および応用開拓

研究課題

研究課題/領域番号 26286086
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)
福田 弘和  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90405358)
関屋 大雄  千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 准教授 (20334203)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード非線形最適化 / 注入同期 / マイクロエレクトロニクス
研究実績の概要

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盤技術がリバイバルし,様々な応用にその有効性が報告されている.
本研究では,種々の現実的制約条件下での注入同期の性能限界(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,その実験検証を行う.さらに,この最適設計論を援用し応用分野開拓に踏み込む.
具体的には,(i) 新規な非線形最適化理論を開拓・強化しつつ,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を構築し,(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を目的とする.
上記の (i) の非線形最適化理論を開拓・強化のために, その単一振動子の場合において理論的土台として, 次の3つの基礎を整備する必要がある: 「変分 解析による極値問題の解法」「関数不等式による極値問題の解法」「位相方程式の基礎の再整備」. これらの前半の2つは,既にほぼ完成している. 一方, 3番目の課題は, 摂動論からの見直しが必要であり, これが当面の課題である.
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ならびに植物工場での生物時計において, 位相応答関数(位相リセット曲線)という非線形特性に係わるデータを精度良く得ることが肝要であるが, その準備が整ってきており, これをもとに, (i) の理論に基づく設計論を構築し, 実際にシミュレーションと実験に適用することにより検証をおこなうことが現在の課題である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画に先立ち、十分な下準備が行われており、また研究者招聘などにより共同研究を活性化してきたことが良好な進捗に貢献していると考えられる。

今後の研究の推進方策

今後の推進方策として、理論的側面での進捗が著しい現状を踏まえ、応用に特化するフェーズを若干後ろにずらして研究計画のタイムスケジュールの見直しを行う。

次年度使用額が生じた理由

残額が少額なため使用しきれなかった。

次年度使用額の使用計画

未使用額が1パーセント未満のため、次年度の物品費に合算して使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] A mode-lock free decentralized timing synchronization algorithm for intervehicle ad-hoc networks2015

    • 著者名/発表者名
      Hisa-Aki Tanaka, Kenta Shinohara
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA), IEICE

      巻: 6(2) ページ: 285-294

    • DOI

      10.1587/nolta.6.285

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] What do amoebae look before they leap? - an efficient mechanism before sporulation in the true slime mold Physarum polycephalum2015

    • 著者名/発表者名
      Hisa-Aki Tanaka, Yuta Kondo
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA), IEICE

      巻: 6(2) ページ: 275-284

    • DOI

      10.1587/nolta.6.275

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synchronization limit of weakly forced nonlinear oscillators2014

    • 著者名/発表者名
      Hisa-Aki Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 47(40) ページ: 402002

    • DOI

      10.1088/1751-8113/47/40/402002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Locking Range Derivations for Injection-Locked Class-E Oscillator Applying Phase Reduction Theory2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoharu Nagashima, Xiuqin Wei, Hisa-Aki Tanaka, Hiroo Sekiya
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-REGULAR PAPERS

      巻: 61(10) ページ: 2904-2911

    • DOI

      10.1109/TCSI.2014.2327276

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal entrainment with smooth, pulse, and square signals in weakly forced nonlinear oscillators2014

    • 著者名/発表者名
      Hisa-Aki Tanaka
    • 雑誌名

      PHYSICA D-NONLINEAR PHENOMENA

      巻: 288 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1016/j.physd.2014.07.003

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 注入同期の物理限界2014

    • 著者名/発表者名
      田中久陽
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 24(3) ページ: 103-109

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Simple Inspirations and Discoveries in Complex Communication Sciences2014

    • 著者名/発表者名
      Hisa-Aki Tanaka
    • 学会等名
      3rd Japan-Korea JointWorkshop on Complex Communication Sciences (JKCCS'14)
    • 発表場所
      韓国・釜山
    • 年月日
      2014-10-27 – 2014-10-27
    • 招待講演
  • [図書] ストロガッツ 非線形ダイナミクスとカオス: 数学的基礎から物理・生物・化学・工学への応用まで2015

    • 著者名/発表者名
      田中久陽, 中尾裕也, 千葉逸人
    • 総ページ数
      523
    • 出版者
      丸善出版
  • [図書] Mathematical Approaches to Biological Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Gouhei Tanaka, Takashi Matsubara, Hisa-Aki Tanaka, Takashi Shimada
    • 総ページ数
      166
    • 出版者
      Springer Japan

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公開日: 2016-06-01  

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