• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

離散・連続空間における拡散結合システムの時空パターン制御

研究課題

研究課題/領域番号 26420424
研究機関首都大学東京

研究代表者

小口 俊樹  首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (50295474)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード制御工学 / 複雑系 / 同期 / パターン形成 / ネットワーク系
研究実績の概要

本研究の主目的は,連続空間拡散結合システムに対する時空パターン制御のための制御理論の構築であり,そのために研究テーマを二つのフェーズに分割している.
フェーズaでは,主に離散空間拡散結合ネットワークシステムの時空パターン制御について検討し,フェーズbでは,連続空間拡散結合システムに対する時空パターン制御について取り組んでいる.本年度は,これまで行ったフェーズaにおけるa-i) 同期条件の推定法の一般化,a-ii)大規模拡散結合ネットワークに対する同期パターンの解析ツールの開発について,a-i)でのスケーリングに基づく同期条件の推定法を用いて,a-ii)の大規模拡散結合ネットワークに対する同期パターンが,対応する固有ベクトルの要素に着目することで,容易に推定可能であることを示した.また,伝送遅延結合において,完全同期や部分同期があるパターンの下でむだ時間の長さに依存せずむだ時間非依存同期について,ネットワークの構造とそのような同期の発生との関係を明らかにし,とりわけサイクルネットワークの有無とむだ時間非依存同期発生との関係,サイクルネットワークのノードの偶奇性と部分同期,完全同期の関係性についても明らかにした.さらに,これらの理論を一般化し,伝送遅延結合において生じるむだ時間に非依存な同期の発生条件をグラフ構造に基づき一般化し,現れるパターンについても今までの成果に基づき解析できることを明らかにした.
フェーズbについては,26年度に計画を先行して実施したb-ii)の超離散化による反応拡散系のパターン制御問題の検討において残された問題点の抽出を行い,それらの問題点について,検討を行った.さらに,結合における離散時間の影響を考慮した解析も行った.
以上の成果については,一部はすでに国際会議で発表を行った他,国内外の雑誌に投稿し,掲載が決定している.また,未発表の結果は,28年度に国際会議への発表を予定している.

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

本年度は,昨年度の結果を発展させ,フェーズa においてa-i),a-ii)として行った研究を統合し,成果としてまとめた.現在,一部先行して実施したフェーズbのb-ii)の研究を中心に,そこで生じた問題点の解決を図っている.また,当初予定していなかったものとのして,離散時間的な結合に関する解析も進めることができた.したがって,全体として,概ね計画通りに順調に進展しており,一部予定外の新たな成果が得られている.

今後の研究の推進方策

28年度は,本研究課題の最終年度にあたる.当初28年度に本格実施を予定していたフェーズbの一部の内容は,平成26年度に先行して実施したため,本年度はフェーズaの研究のまとめを中心に据えながら,26年度に行ったフェーズbの一部の結果の整理と問題点の抽出等を行うことができた.28年度においては,これらの問題点の解決と,フェーズaとフェーズbの成果を統合することにより,時空パターンの制御への一つのアプローチを確立することを目指す.

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じた理由は,初年度購入を予定していた並列計算機および解析用計算機の購入を一部購入にとどめたためである.当初予定では,大規模拡散結合システムの同期パターンの解析と3年目に予定している超離散化による反応拡散系のパターン制御での検証数値実験に使用することを目的としており,本年度はこれらの計算環境を構築するために,まずGPU搭載の計算機を1台購入・導入し,検証を行ったが,これは計算機による検証を本格化させるに当たり,追加購入して数値実験を行うことが効率的であると考えたためである.

次年度使用額の使用計画

次年度は,当初計画通りにフェーズbにおいて数値シミュレーションを本格的に行う必要がある.従って,本年度導入した計算機では計算環境が十分ではないため,追加して計算機を当初予定通りに購入し,使用する予定である.すでに本年度導入した計算機において,本研究目的を遂行するための数値実験が可能であることを一部の検証実験を通して確認しており,使用に当たっての環境は整っているため,追加導入には支障がなく,購入時期以降によるものであるため,特に助成金の使用計画に変更はない.

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Eindhoven University of Technology(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Eindhoven University of Technology
  • [雑誌論文] 遅延結合非線形システムネットワークの同期パターン2016

    • 著者名/発表者名
      大岡芳成,小口俊樹
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 52 ページ: 376-384

    • DOI

      10.9746/sicetr.52.376

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ネットワークシステムの同期問題と安定性2016

    • 著者名/発表者名
      小口俊樹
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 55 ページ: 318-325

    • DOI

      10.11499/sicejl.55.318

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of Synchronization Patterns of Chaotic Systems in the Cartesian Product Networks with Delay Couplings2016

    • 著者名/発表者名
      Kanaru Oooka and Toshiki Oguchi
    • 雑誌名

      International Journal of Bifurcation and Chaos

      ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchronization Patterns in Network-of-Networks of Chaotic Systems via Cartesian Product2015

    • 著者名/発表者名
      Kanaru Oooka and Toshiki Oguchi
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: 48 ページ: 13--18

    • DOI

      0.1016/j.ifacol.2015.11.003

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Partial Synchronization in Networks of Nonlinear Systems with Transmission Delay Couplings2015

    • 著者名/発表者名
      Koki Ryono and Toshiki Oguchi
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: 48 ページ: 77--82

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2015.11.014

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synchronization in Cartesian-Product Networks of Time-Delay Coupled Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Carlos Murguia, Jonatan Pena, Niels Jeurgens, Rob H.B. Fey, Toshiki Oguchi, Henk Nijmeijer
    • 雑誌名

      IFAC-PapersOnLine

      巻: 48 ページ: 245--250

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2015.11.044

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 通信遅延を含むカオス結合ネットワークにおける同期問題2015

    • 著者名/発表者名
      小口俊樹
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 59 ページ: 268--273

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Synchronization in Ring Networks of Systems with Transmission Delays2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yanagi and Toshiki Oguchi
    • 学会等名
      6th IFAC Workshop on Periodic Control Systems
    • 発表場所
      Eindhoven (The Netherlands)
    • 年月日
      2016-06-29 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] 伝送遅延結合を持つ非線形リングネットワークシステムにおける同期問題2016

    • 著者名/発表者名
      栁 大介,小口俊樹
    • 学会等名
      第3回制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      南山大学(愛知県)
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-10
  • [学会発表] カオスシステムの遅延結合ネットワークにおける部分同期パターン推定2015

    • 著者名/発表者名
      大岡芳成,小口俊樹
    • 学会等名
      第58回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      2015-11-14 – 2015-11-15
  • [学会発表] Predictor-based Consensus Control of a Multi-agent System with Time-Delays2015

    • 著者名/発表者名
      Yiran Cao, Toshiki Oguchi, Paul B. Verhoeckx and Henk Nijmeijer
    • 学会等名
      2015 Multi-Conference on Systems and Control
    • 発表場所
      Sydney (Australia)
    • 年月日
      2015-09-21 – 2015-09-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Synchronization Patterns in Network-of-Networks of Chaotic Systems via Cartesian Product2015

    • 著者名/発表者名
      Kanaru Oooka and Toshiki Oguchi
    • 学会等名
      4th IFAC Conference on Analysis and Control of Chaotic Systems
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial Synchronization in Networks of Nonlinear Systems with Transmission Delay Couplings2015

    • 著者名/発表者名
      Koki Ryono and Toshiki Oguchi
    • 学会等名
      4th IFAC Conference on Analysis and Control of Chaotic Systems
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Synchronization in Cartesian-Product Networks of Time-Delay Coupled Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Carlos Murguia, Jonatan Pena, Niels Jeurgens, Rob H.B. Fey, Toshiki Oguchi, Henk Nijmeijer
    • 学会等名
      4th IFAC Conference on Analysis and Control of Chaotic Systems
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
    • 年月日
      2015-08-26 – 2015-08-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Consensus Control Based on a State Predictor of Multi-agent Systems with Time-delay2015

    • 著者名/発表者名
      Yiran Cao and Toshiki Oguchi
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2015
    • 発表場所
      Hangzhou (China)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-30
    • 国際学会
  • [学会発表] カオス的システムの遅延結合による直積ネットワークにおける部分同期2015

    • 著者名/発表者名
      大岡芳成,小口俊樹
    • 学会等名
      第14回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • 発表場所
      栃木県総合文化センター
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-06-24
  • [学会発表] 伝送遅延結合による非線形システムネットワークの部分同期におけるむだ時間非依存性2015

    • 著者名/発表者名
      漁野康紀,小口俊樹
    • 学会等名
      第59回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      中央電気倶楽部(大阪府)
    • 年月日
      2015-05-20 – 2015-05-22
  • [備考] 首都大学東京 理工学研究科機械工学専攻制御システム研究室

    • URL

      http://ctrl.mech.se.tmu.ac.jp

  • [学会・シンポジウム開催] Mathematics in the Real world 72015

    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2015-08-25 – 2015-08-25

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi