研究者業績

関屋 大雄

セキヤ ヒロオ  (Hiroo Sekiya)

基本情報

所属
千葉大学 大学院情報学研究院 教授
湘潭大学 Xiangtan University Honored Professor
長崎総合科学大学 客員教授
学位
博士(工学)(慶應義塾大学)

ORCID ID
 https://orcid.org/0000-0003-3557-1463
J-GLOBAL ID
200901086143684628
researchmap会員ID
1000357243

外部リンク

令和6年-      千葉大学大学院情報学研究院教授
平成30年-令和6年 千葉大学大学院工学研究院 教授
平成28年-平成30年 千葉大学大学院融合科学研究科 教授
平成27年-令和2年 湘潭大学(Xiangtan University) Honorary Professor
平成23年-平成28年 千葉大学大学院融合科学研究科 准教授
平成20年-平成22年 Wright State University 訪問研究員(日本学術振興会海外特別研究員)
平成19年-平成23年 千葉大学大学院融合科学研究科 助教
平成13年-平成19年 千葉大学大学院自然科学研究科 助手

平成13年 慶應義塾大学院理工学研究科電気工学専攻博士課程修了 博士(工学)


受賞

 7

論文

 139
  • Wenqi Zhu, Yutaro Komiyama, Ayano Komanaka, Kien Nguyen, Hiroo Sekiya
    IEEE Transactions on Industrial Electronics 71(9) 10433-10443 2024年9月1日  
    This article presents a load-independent zero-current switching (ZCS) parallel-resonant inverter with a constant output current. The proposed inverter features constant-current output inherently without the need for any control method. Moreover, ZCS is achieved despite load variations, ensuring high power efficiency even at MHz-order switching frequencies. We conduct a comprehensive circuit analysis of the proposed inverter and provide a step-by-step parameter design method for achieving load-independent conditions. Additionally, a 25 W, 1 MHz prototype of the proposed inverter was implemented. In the circuit experiment, constant current output and ZCS were achieved across the entire range of load variations, which demonstrated the effectiveness of the proposed load-independent inverter.
  • Hisa Aki Tanaka, Yoji Yabe, Somei Suga, Akira Keida, Kai Maeda, Fumito Mori, Hiroo Sekiya
    EPL 146(5) 2024年6月  
    Synchronisability of limit cycle oscillators has been measured by the width of the synchronous frequency band, known as the Arnold tongue, concerning external forcing. We clarify a fundamental limit on maximizing this synchronisability within a specified extra low power budget, which underlies an important and ubiquitous problem in nonlinear science related to an efficient synchronisation of weakly forced nonlinear oscillators. In this letter, injection-locked Class-E oscillators are considered as a practical case study, and we systematically analyse their power consumption; our observations demonstrate the independence of power consumption in the oscillator from power consumption in the injection circuit and verify the dependency of power consumption in the oscillator solely on its oscillation frequency. These systematic observations, followed by the mathematical optimisation establish the existence of a fundamental limit on synchronisability, validated through systematic circuit simulations. The results offer insights into the energetics of synchronisation for a specific class of injection-locked oscillators.
  • Hiroo Sekiya
    Wireless Power Transfer Technologies: Theory and technologies 89-117 2024年1月1日  
  • Yue Su, Yang Xiang, Kien Nguyen, Hiroo Sekiya
    Proceedings - 2024 IEEE 48th Annual Computers, Software, and Applications Conference, COMPSAC 2024 1572-1573 2024年  
    The fusion of IoT and Blockchain (i.e., IoT-Blockchain) promisingly revolutionizes numerous domains. However, IoT-Blockchain systems may face scalability challenges due to a large number of IoT devices and blockchain performance. Sharding, which divides the blockchain into smaller groups, offers a solution to enhance blockchain scalability. However, most previous sharding research typically considers even node distribution in a shard (i.e., a fixed node number). Hence, it may not capture the characteristics of IoT- Blockchain systems well, where nodes are diversely distributed. This paper investigates a new scenario of shards having unevenly distributed nodes, aiming to see the impacts of the scenario on sharding protocols. More specifically, we evaluate the BrokerChain protocol on the sharding-based emulation platform (i.e., BlockEmulator) in scenarios with even and uneven node distributions. The results show that the protocol performance degrades with the uneven node distribution, suggesting the need for a dynamic sharding protocol.
  • Koki Koshikawa, Jong Deok Kim, Won Joo Hwang, Kien Nguyen, Hiroo Sekiya
    IEEE Vehicular Technology Conference 2024年  
    Blockchain holds significant potential in addressing the security, privacy, decentralization, and interoperability challenges prevalent in the Internet of Things (IoT), However, this advancement often comes at the expense of scalability. Therefore, enhancing the scalability of IoT blockchain systems while preserving other essential blockchain attributes is imperative. This paper aims to mitigate network latency in the blockchain network, a factor directly linked to blockchain scalability. Achieving this goal requires implementing an efficient peer selection method, moving beyond the reliance on default selection (i.e., the one in Bitcoin, Ethereum, etc.). In existing literature, Perigee has been introduced as a method that nearly optimizes the delay in the transaction transmission process. However, Perigee has not comprehensively addressed the complete transaction life cycle, which includes a crucial process-block transmission. In response to this limitation, we propose Dual Perigee, a solution that thoroughly considers and optimizes both transaction-oriented latency (TOL) and block-oriented latency (BOL). To show the effectiveness of Dual Perigee, we implemented and evaluated it within an emulated IoT-Blockchain system, comparing its performance with Perigee and the default peering method in Ethereum. The results reveal that Dual Perigee excels in reducing BOL compared to Perigee. Moreover, Dual Perigee exhibited a latency that was 43% and 80% lower than the default peering method and Perigee, respectively.

MISC

 710
  • XQ Wang, JM Lu, H Lin, N Zhang, HR Sekiya, T Yahagi
    2002 6TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SIGNAL PROCESSING PROCEEDINGS, VOLS I AND II 2 1291-1294 2002年  
    In this paper, we propose a novel receiver structure by combining adaptive RNN (re-current neural network) equalizer with a SOM (self-organizing map) detector under serious ISI and nonlinear distortion in QAM system. The performance of the proposed scheme is shown to be quite effective in channel equalization under nonlinear distortion.
  • Hiroo Sekiya, Shinsaku Mori, Iwao Sasase
    Electronics and Communications in Japan, Part III Fundamental Electronic Science 85(1) 14-23 2002年  査読有り
    In the state of generating a double-scroll attractor, an oscillator switches between two subspaces without external force. This switching phenomenon is called the "self-switching phenomenon". We recognize that investigations of the behavior of self-switching phenomena on full-coupled chaotic oscillators are important problems in order to clarify spatiotemporal phenomena in real physical systems. In this paper, we investigate the behavior of self-switching phenomena on full-coupled chaotic oscillators. In the system, we can observe that all chaotic oscillators switch the subspace synchronously. We call this "synchronization of self-switching phenomena". Synchronization of self-switching phenomena is generated when oscillators are asynchronized. This synchronization of self-switching phenomena is the first observation of the existence of order in the asynchronization of chaos, which means disorder of states. © 2001 Scripta Technica, Electron Comm Jpn Pt.3.
  • Hiroo Sekiya, Tetsuya Yoshinaga, Seiichiro Moro, Shinsaku Mori, Iwao Sasase
    Electronics and Communications in Japan, Part III Fundamental Electronic Science, vol. 85, no. 2, pp. 1-12, Mar. 2002. 85(2) 1-12 2002年  査読有り
    Recently, synchronization phenomena on four three-dimensional chaotic oscillators full-coupled by capacitors have been investigated. In this system, four-phase synchronization can be observed. Four-phase synchronization means that a pair of anti-phase synchronizations are locked at 90°, and are never observed in the coupled system of van der Poi oscillators. However, there has been no theoretical discussion of the conditions for generating a locked pair of anti-phase synchronizations, such as four-phase synchronization on coupled identical oscillators. In this paper, we give the necessary and sufficient conditions for generating an independent pair of anti-phase synchronizations in the coupled system of four oscillators with odd functions as nonlinear characteristics. The systems that do not satisfy the conditions generate a locked pair of anti-phase synchronizations. Therefore, it is the first theoretical clarification of generating a locked pair of anti-phase synchronizations. We investigate the synchronization phenomena on the coupled system of three-dimensional oscillators and indicate the validity of the necessary and sufficient conditions. When each oscillator oscillates with direct components, when there are variables having direct components in the coupling terms, and when direct components of oscillations synchronized at anti-phase are equal in amplitude, the system loses symmetry, which is the condition for generating an independent pair of anti-phase synchronizations. Carrying out numerical calculations, we confirm the generation of four-phase synchronization and in- and anti-phase synchronization. In particular, generation of stable in- and anti-phase synchronization is the first observation. © 2001 Scripta Technica, Electron. Comm. Jpn.
  • Journal of Signal Processing vol. 6, no. 6, pp.401-410 2002年  
  • 関屋 大雄, 呂 建明, 谷萩 隆嗣
    電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 101(292) 33-40 2001年9月6日  
    本稿ではE^2級dc/dcコンバータの新しい設計方法を提案する.提案する設計手順では, 回路方程式と設計仕様のみが必要であり, その他には条件を持たない.さらに, 回路方程式を導出すれば, 残りの設計作業は計算機を用いて行われる.従って, あらゆる条件下でコンバータの設計を行うことができる.さらに提案した設計方法を用い, 実際に回路を設計し実験を行い, 提案する設計方法の妥当性を示す.回路実験において, 動作周波数1.0MHz, 出力電力1.9Wのもとで83%の電力変換効率を達成した.
  • 林 華, 王 暁秋, 呂 建明, 関屋 大雄, 谷萩 隆嗣
    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集 2001(2) 325-325 2001年8月29日  
  • 川本 大輔, 関屋 大雄, 小泉 裕孝, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 100(628) 11-18 2001年2月16日  
    本研究では共振回路のQ値, スイッチのON抵抗, インバータ間のスイッチングのタイミングの位相差を考慮した位相制御型E級インバータの設計を行い, 各設計値における位相制御型E級インバータの特性を求めた.その結果, 位相差24度以上において位相制御型E級インバータを設計することにより, 零電圧スイッチングを達成しつつ出力を制御できることが明らかになった.回路実験を行なうことにより, 設計地の妥当性を確認した.
  • Orghi Dean, 関屋 大雄, 小泉 裕孝, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 100(628) 51-56 2001年2月16日  
    MOSFETをスイッチ素子とした外部駆動回路が不必要なE級整流器を提案する.提案する回路は電圧原型E級同期整流器の動作に基づき, フィードフォワード回路によって入力電圧の位相と振幅を調整し, MOSFETの駆動電圧として用いる.理論解析を行ない, 提案する整流器の設計方法を示す.その設計方法に従いE級インバータと提案する整流器からなるdc/dcコンバータを設計し, 実験を行う.回路実験により, 回路の動作を確認することができる.動作周波数1MHz, 出力電力3.5Wにおいてdc/dc電圧換効率72.2%を達成する.
  • H. Sekiya, H. Koizumi, S. Mori, I. Sasase
    Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems 3 656-659 2001年1月1日  
    This paper presents frequency modulation/pulse width modulation (FM/PWM) control for class DE inverter. Further, FM/PWM controlled class DE inverter is analyzed. Since the FM/PWM controlled inverter has two control parameters, it is able to control the output power with high power conversion efficiency. Carrying out the circuit experiments, we confirm that the experimental results agree with the theoretical predictions quantitatively.
  • Hiroo Sekiya, Shinsaku Mori, Iwao Sasase, Jianming Lu, Takashi Yahagi
    Midwest Symposium on Circuits and Systems 2 960-963 2001年  査読有り
    This paper presents a novel design procedure for class E amplifier without using waveform equations. By the proposed design procedure, class E amplifier can be designed regardless of Q factor of resonant circuit, existence of the switch on resistor. The benefits of the proposed design procedure is that it is unnecessary to derive waveform equations. Therefore, we can design class E amplifier more easily than the conventional design procedure. We design class E amplifier by using the proposed design procedure and carry out the circuit experiments. We can find that the experimental results agree well with calculation results, and show the validity of the proposed design procedure.
  • D. Kawamoto, H. Sekiya, H. Koizumi, I. Sasase
    Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems 3 393-396 2001年1月1日  
    The design of a generalized phase-controlled class E inverter is presented. This design takes into account most of the important parameters which affect the inverter performance. Moreover, we calculate the design values which achieve zero voltage switching continuously when phase-shift of two inverters varies.
  • 電子情報通信学会論文誌 284-A(1) 42-52 2001年  
  • Hirotaka Koizumi, Hiroo Sekiya, Mitsuhiro Matsuo, Shinsaku Mori, Iwao Sasase
    IEEE Transactions on Circuits and Systems 48(1) 123-126 2001年1月  査読有り
    The Class DE inverter offers high-efficiency power conversion under high operating frequency (megahertz order) with low switching noises and low switch voltages stress. It has been applied to dc/dc converters as high-density power sources. Conventional converters with the Class DE inverter are controlled by varying the operating frequency, the switch duty ratio or the phase difference with two inverters. However, in general, frequency-modulated control requires a complex control unit. Changing the switching duty ratio puts the switch-voltage waveforms out of shape, and the phase shift control needs the double space of inverters, which is not suitable for the low output power circuit. As a remedy to these problems, we propose to combine the Class DE inverter with the Class E rectifier using the thinned-out method (deleting some of the pulses to the rectifier). The dc/dc converter's output power is controlled in the rectifier by eliminating its diode-voltage pulse at a desirable rate. The operating frequency is fixed and the waveforms keep the characteristics of Class DE. An experimental circuit was designed at 1-MHz operating frequency and in the optimum operation, the measured dc/dc power conversion efficiency was over 80% with 2.2-W output power at 1 MHz. Characteristics of the converter for the line and load variations are given by circuit experiments. It is shown that the proposed circuit has good characteristics with high power conversion efficiency in a wide range of these variations.
  • 関屋大雄, 吉永哲哉, 茂呂征一郎, 森真作, 笹瀬巌
    電子情報通信学会論文誌 A J84-A(1) 42-52 2001年  
    近年, 4個の3次元カオス発振器をキャパシタで完全結合した系に生じる同期現象について詳しく調べられ, van der Pol発振器の結合系では生じない2組の逆相同期が90度の位相差にロックする4相同期が生じることが報告されている.しかし, 恒等な発振器の結合系において, 2組の逆相同期がロックする条件についての理論的考察はされていない.本論文では, 奇関数で表される非線形特性をもつ4個の恒等な発振器の結合系について, 独立逆相同期が発生するための必要十分条件を与える.与えた条件を満足しない系には, 独立逆相同期が生じず2組の逆相同期がロックする周期解が生じる.よって, van der Pol発振器の結合系では生じない2組の逆相同期がロックする現象の存在が理論的に明らかとなる.具体的な結合系として, 3次元発振器をキャパシタで完全結合した系に対して計算機実験を行う.そして, 独立逆相同期の発生に関する必要十分条件の妥当性を示す.各発振器が直流成分をもって振動し, かつ結合に関する変数の応答が直流成分をもち, 更に逆相の関係にある発振器が等しい直流成分をもって振動するとき, 独立逆相同期の発生条件の一つである系の対称性が崩れるため独立逆相同期は生じない.このとき, 4相同期, 及び2組の逆相同期が0度でロックする交互逆相同期が発生することを確認する.特に安定な交互逆相同期の発生は本論文ではじめて確認される現象である.
  • SEKIYA H, MATSUO M, KOIZUMI H, MORI S, SASASE I
    IEEE Transactions on Industrial Electronics. 47(6) 1237-1248 2000年12月  査読有り
    A new control scheme for the class DE inverter is presented. This method generates the output voltage and power by varying driving signals which turn switches on and off. The advantages of the proposed scheme are the improvement of the power conversion efficiency for low output voltage, the operation at fixed operating frequency, unneccessity of enlargement of the circuit scale, and suitability for controlling the wide output range. An exact analysis and circuit experiments are carried out. It is shown that the experimental results are very similar to the theoretical predictions qualitatively. Measured efficiency is over 93% with 1.0-MHz 1.8-W output.
  • Mitsuhiro Matsuo, Mitsuhiro Matsuo, Mitsuhiro Matsuo, Mitsuhiro Matsuo, Mitsuhiro Matsuo, Hiroo Sekiya, Hiroo Sekiya, Hiroo Sekiya, Hiroo Sekiya, Hiroo Sekiya, Tadashi Suetsugu, Tadashi Suetsugu, Tadashi Suetsugu, Tadashi Suetsugu, Tadashi Suetsugu, Kokichi Shinoda, Kokichi Shinoda, Kokichi Shinoda, Kokichi Shinoda, Kokichi Shinoda, Shinsaku Mori, Shinsaku Mori, Shinsaku Mori, Shinsaku Mori, Shinsaku Mori
    IEEE Transactions on Circuits and Systems 47(11) 1645-1649 2000年11月  査読有り
    This paper presents a high-efficiency class DE tuned power oscillator, along with the analysis, design procedure, and experimental results. It consists of a class DE inverter and a feedback-loop for phase matching and is especially applicable for high frequency performance because it minimizes the power dissipated when turning ON each MOSFET. In contrast to conventional inverters, the proposed oscillator needs an additional complicated circuit including a driver circuit to start the oscillation. The measured efficiency was over 90% at the operating frequency of 1.0 MHz and output of 2.3 W.
  • 関屋 大雄, 森 真作, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 100(304) 9-16 2000年9月15日  
    本稿ではE級増幅器の新しい設計方法を提案する.提案する設計手順では, 回路方程式と設計仕様のみが必要であり, その他には条件を持たないため, 共振回路のQ値, スイッチのオン抵抗の存在などに関わらず, あらゆる条件下で, E級増幅器の設計を行うことができる。提案方法の特徴は従来の設計方法では不可欠であった波形式が不必要であり, 設計手順が簡略化されたことである.回路方程式を導出できればコンピュータを用いて数値的に設計が可能となる。従って, 従来のE級増幅器の設計方法と比較して, 簡易に回路を設計することができる.提案する設計方法に従ってE級増幅器を設計し, 回路実験を行うことにより, 提案する設計方法の妥当性を確認する.
  • 関屋 大雄, 森 真作, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会技術研究報告. CAS, 回路とシステム 100(203) 27-34 2000年7月20日  
    本稿では非線形回路における分岐図作成アルゴリズムを応用したE級増幅器の新しい設計方法を提案する.提案する設計手順では, 回路方程式と設計仕様のみが必要であり, その他には条件を持たないため, 共振回路のQ値, スイッチのオン抵抗の存在などに関わらず, あらゆる条件下で, E級増幅器の設計を行うことができる.提案方法の特徴は従来の設計方法では不可欠であった回路の解析が不必要であり, 設計手順が簡略化されたことである.従って, 従来のE級増幅器の設計方法と比較して, 簡易に回路を設計することが可能となる.提案する設計方法に従ってE級増幅器の設計し, 回路実験を行うことにより, 提案する設計方法の妥当性を確認する.
  • 関屋 大雄, 森 真作, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題 100(205) 27-34 2000年7月13日  
    本稿では非線形回路における分岐図作成アルゴリズムを応用したE級増幅器の新しい設計方法を提案する.提案する設計手順では, 回路方程式と設計仕様のみが必要であり, その他には条件を持たないため, 共振回路のQ値, スイッチのオン抵抗の存在などに関わらず, あらゆる条件下で, E級増幅器の設計を行うことができる.提案方法の特徴は従来の設計方法では不可欠であった回路の解析が不必要であり, 設計手順が簡略化されたことである.従って, 従来のE級増幅器の設計方法と比較して, 簡易に回路を設計することが可能となる.提案する設計方法に従ってE級増幅器を設計し, 回路実験を行うことにより, 提案する設計方法の妥当性を確認する.
  • 関屋 大雄, 森 真作, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題 99(715) 43-50 2000年3月18日  
    Global Coupled Map(GCM)はカオス要素系のネットワークの一つで多くのカオスを示す要素が大域的に結合したモデルであり, 多くの研究がなされている.しかし, 主に離散系である数学モデルで詳しく調べられており, 連続時間系のGCMモデルの確率が必要である.本稿では, N個のウィーンブリッジカオス発振器を一つの抵抗で完全結合した系について, Nが大きい大規模な場合について生じる現象を観察する.対象とするシステムでは, クラスタ化, クラスタ分岐, カオス的遍歴等, 離散系のGCMモデルに生じる現象と同様な現象が観察されることを明らかにする.このような, 離散系のGCMモデルと同様な現象が生じる電子回路モデルは今まで報告されていない.よって, 対象とする系は電子回路におけるGCMモデルとなることが期待される.
  • 高橋 隆太, 関屋 大雄, 小泉 裕孝, 森 真作, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 99(625) 55-62 2000年2月18日  
    スイッチングインバータの一種であるE級増幅器は, E級動作条件により, 高周波数高効率動作が可能である.E級周波数逓倍器は, E級増幅器と同様な回路構成だが, 出力フィルタの共振周波数が高いため, 回路をより小型化できる.従来, スイッチの駆動回路が単純となる時比率50%では, E級周波数逓倍器は設計できないとされていたが, 偶数倍器については設計可能であることが明らかにされた.本論文では, 出力周波数をスイッチング周波数の整数倍に一般化した, 時比率50%で動作するE級周波数逓倍器の解析を行う.さらに, 時比率50%であるE級周波数逓倍器の設計手順を示し, 設計手順に基づき, E級周波数2逓倍器, 3逓倍器の回路実験を行い, 解析の妥当性を示す.
  • 関屋 大雄, 小泉 裕孝, 森 真作, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会技術研究報告. EE, 電子通信エネルギー技術 99(625) 63-70 2000年2月18日  
    本論文ではDE級インバータにおける周波数 / パルス幅複合制御方式を提案する.提案方式では, 動作周波数とスイッチの時比率の二つの制御パラメータが存在する.従って所望電圧を出力し, かつスイッチング電圧を低減することができる.提案方式は従来報告されている制御方式と比較して出力電圧制御, 入力変動に対する制御, 負荷変動に対する制御, いずれの場合においても電力変換効率が改善され, 制御可能な範囲を拡張することができる.提案方式に対して理論解析を行い, 提案制御方式を適用したDE級インバータの特性を明らかにする.さらに, 解析に基づく理論計算結果と回路実験結果を比較することにより解析の妥当性を示す.
  • Hiroo Sekiya, Seiichiro Moro, Shinsaku Mori, Iwao Sasase
    Electronics and Communications in Japan, Part III: Fundamental Electronic Science (English translation of Denshi Tsushin Gakkai Ronbunshi) 83(7) 79-89 2000年  査読有り
    Synchronization phenomena in simple chaotic oscillators full-coupled by capacitors with tetrahedral structure are investigated. A simple three-dimensional autonomous oscillator is considered as a chaotic subcircuit. We consider two types of systems by changing the coupling points. By carrying out numerical simulations and circuit experiments, entirely different synchronization modes can be observed. Further, we pay attention to the region of occurrence of each attractor of subcircuit, and also pay attention to the shapes of attractors generated by each chaotic oscillator in order to investigate synchronization states and bifurcation to synchronization of chaos. In the proposed systems, there are many interesting synchronization and bifurcation phenomena including different types of synchronization not hitherto reported. © 2000 Scripta Technica.
  • Electronics and Communications in Japan, Part III Fundamental Electronic Science 83(7) 79-90 2000年  
  • 電子情報通信学会論文誌 283-A(11) 1264-1275 2000年  
  • 関屋大雄, 森真作, 笹瀬巌
    電子情報通信学会論文誌 A J83-A(11) 1264-1275 2000年  
    カオス発振器にダブルスクロールアトラクタが生じている状態では, アトラクタは二つの部分状態空間を切り替わる動作をしている.カオス発振器の結合系に生じる外力によらずカオス解が二つの部分状態空間を時間的にカオス的に切り替わる動作, つまり自己スイッチングの振舞いを調べることは, 各発振器に生じるカオスが非同期状態で互いに引込みを生じない無秩序状態にあるときのシステムに生じる振舞いを明らかにするため, また, 実物理系における時空現象を明らかにしていくためにも重要である。本論文では, N個のカオス発振器の完全結合系に生じる自己スイッチングの振舞いについて調べる.対象とする系では, 各発振器のアトラクタが, 存在する部分状態空間を同時に切り替わるという従来報告例のない「自己スイッチングの同期現象」を観察することができる.自己スイッチングの同期現象は, カオスが非同期状態にあるとき観察される.自己スイッチングの同期現象は, 電子回路システムにおいてカオス非同期という各発振器間の無秩序性の中に自己スイッチングの同期現象という秩序性が同時に存在することを示した初めての現象である.
  • 関屋 大雄, 吉永 哲哉, 茂呂 征一郎, 森 真作, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題 99(365) 9-16 1999年10月21日  
    本論文では4個の恒等な3次元発振器の結合系を対象とし,発生する非同相同期現象について検討する.その結果,安定な4相同期及び交互逆相同期現象が生じる条件を明らかにする.各発振器が直流成分を持って振動し,かつ直流成分を持つ変数が結合項に含まれ,さらに逆相の関係にある発振器の直流成分が等しいとき,独立逆相同期の発生条件の1つである系の対称性が崩れる.よって系には2組の逆相同期の間に位相関係が生じ,Van der Pol発振器の結合系には生じない安定な4相同期,安定な交互逆相同期が発生する.
  • 関屋 大雄, 吉永 哲哉, 茂呂 征一郎
    電子情報通信学会技術研究報告 99(365) 9-16 1999年10月21日  
    本論文では4個の恒等な3次元発振器の結合系を対象とし,発生する非同相同期現象について検討する.その結果,安定な4相同期及び交互逆相同期現象が生じる条件を明らかにする.各発振器が直流成分を持って振動し,かつ直流成分を持つ変数が結合項に含まれ,さらに逆相の関係にある発振器の直流成分が等しいとき,独立逆相同期の発生条件の1つである系の対称性が崩れる.よって系には2組の逆相同期の間に位相関係が生じ,Van der Pol発振器の結合系には生じない安定な4相同期,安定な交互逆相同期が発生する.
  • 関屋大雄, 森真作, 笹瀬巌
    電子情報通信学会技術研究報告 98(663(NLP98 122-131)) 43-49 1999年3月18日  
    カオス発振器の完全結合系において, 各発振器におけるアトラクタの領域が切り替わるタイミングの調査は、時空カオス現象を明らかにするための重要な課題の一つであると思われる. 本稿ではカオス発振器を一つの抵抗で結合した系において各発振器がDouble-Scrollアトラクタが生じている状態における, 領域の切り替わりに注目する. その結果, 各発振器の領域の切り替わりがほぼ同時に起きるというSelf-Switchingの同期現象の発生を観察する. Self-Switchingの同期現象は各発振器のアトラクタの存在領域の安定性が要因で発生する現象であると考えられる。
  • 関屋 大雄, 森 真作, 笹瀬 巌
    電子情報通信学会総合大会講演論文集 1999(2) 1999年3月8日  
    DE級電力増幅器はD級電力増幅器にシャントキャパシタを加えることにより, E級スイッチングを可能とした増幅器であり, 高動作周波数において高効率電力変換が可能である。しかし、動作特性が回路の素子値に敏感であるという問題点がある。例えば負荷抵抗が初期の設計値から変動した場合、回路はE級動作条件を満足せず, 効率は劣化する。したがって, DE級増幅器の制御は重要な研究課題の1つであり, 現在までに文献[1]、[3]等において制御方式が提案されている。しかし、これらの制御方式には動作周波数が変化する, 回路の規模が大きくなる等の問題点がある。本研究ではDE級増幅器において駆動信号を変化させることによって出力を制御する方式を提案する。さらに, 厳密解析、回路実験を行い, 提案方式を用いたDE級増幅器の特性を明らかにする。
  • 電子情報通信学会論文誌 262-A(3) 375-385 1999年  
  • 関屋大雄, 茂呂征一郎, 森真作, 笹瀬巌
    電子情報通信学会論文誌 A J82-A(3) 375-385 1999年  
    本論文では, 4個の3次元カオス発振器をキャパシタよって4面体構造に完全結合したシステムにおいて, システムに生じる同期現象を観察する. 更に, カオス発振器の結合点を2通り考えることにより, 3次元カオス発振器をキャパシタで完全結合したシステムという意味において, 同様の構成を有する2種類のシステムについて調べる.計算機実験及び回路実験の結果, 各システムにおいて異なる同期モードが観測される. 更にカオス発振器に生ずるアトラクタの位置及びアトラクタの形に注目することにより, 同期状態及びカオス同期に至る分岐現象を詳細に調べる. その結果, 対象とするシステムにおいて, これまでに報告されていない数多くの興味深い同期現象及び分岐現象が観測される.
  • 関屋大雄, 森真作, 笹瀬巌
    電子情報通信学会大会講演論文集 1999 359 1999年  
  • Hiroo Sekiya, Mitsuhiro Matsuo, Hirotaka Koizumi, Tadashi Suetsugu, Shinsaku Mori, Iwao Sasase
    INTELEC, International Telecommunications Energy Conference (Proceedings) 237-242 1998年12月1日  
    A new control method of Class DE inverter named Class DE thinning-out inverter is proposed. The method can easily regulate the output voltage by thinning-out the gate-drive signals at a fixed operating frequency. By carrying out exact analysis and circuit experiments, it is indicated that the experimental results agree with the theoretical predictions qualitatively. Measured efficiency is over 97% with 790 kHz, 2.0 W output.
  • Mitsuhiro Matsuo, Hiroo Sekiya, Hirotaka Koizumi, Tadashi Suetsugu, Shinsaku Mori, Iwao Sasase
    INTELEC, International Telecommunications Energy Conference (Proceedings) 685-691 1998年12月1日  
    We present the analysis and experimental results for a novel AC/AC converter with Class DE tuned power oscillator which is one application of Class DE inverter. Proposed circuit has several desirable features. First, it operates at high frequency and high efficiency region by means of Class E switching conditions. Second, it has no external gate-drive circuit to drive the MOSFETs. Therefore it is more lighter and smaller than conventional Class DE inverter. Third, contrast to conventional Class DE oscillator, proposed circuit has ac input so that it has no reference inverter for starting up the oscillator. The converter is applicable for UPS, Battery charger, and Electronic ballets for lighting. Experimental results matched well with the theoretical predictions. Measured efficiency was over 70% with 1 MHz 4.6 W output.
  • Hirotaka Koizumi, Hiroo Sekiya, Mitsuhiro Matsuo, Tadashi Suetsugu, Shinsaku Mori, Iwao Sasase
    INTELEC, International Telecommunications Energy Conference (Proceedings) 109-114 1998年12月1日  
    A new control method of resonant dc/dc converter with Class DE inverter and Class E rectifier is proposed. We can easily regulate the output voltage or power with eliminating the diode voltage pulse on the rectifier at a constant rate while the operating frequency is fixed. We give an analysis, design equations and experimental results for the circuit. In the optimum operation, the measured dc/dc power conversion efficiency was over 80 percent at 1 MHz 2.2 W.
  • 小池玲, 関屋大雄, 森真作, 笹瀬巌
    電子情報通信学会技術研究報告 98(344(NLP98 64-69)) 23-30 1998年10月23日  
    本研究ではウィーン・ブリッジ発振器を用いたカオス発振器の結合系に正弦波を加えて, 系に対する強制外力の影響を数値計算と回路実験により調べる.強制外力がない場合, 同相同期と逆相同期の組合わせで表される数種類の同期状態が共存しているが, 強制外力を大きくすると同相同期のみとなる.同期状態によってはカオス的遍歴がみられることを示す.更に, 各発振器の位相状態に注目し, クラスタの概念から現象の観察を行なう.その結果, 強制外力により系全体のクラスタ数及び要素数が変化すること, 外力の影響を受けずに安定に存在し続けるクラスタがあることを示す.
  • 関屋大雄, 茂呂征一郎, 森真作, 笹瀬巌
    電子情報通信学会技術研究報告 97(591(NLP97 149-160)) 49-56 1998年3月12日  
    本稿では3次元発振器をキャパシタで完全結合した系に生じる4相同期について考察する.計算機実験の結果, 構成される各発振器の素子値が完全に一致している系において, 4相同期が安定に発生することを見出す.ポアンカレ写像のヤコビ行列の固有値を求めることにより, 4相同期の安定性を評価する.さらに, 4相同期 が安定となるための条件を考察する.考察の結果, 3次元発振器の結合系に生じる4相同期が安定となるためには, いくつかの条件が必要であることを示す.
  • H Sekiya, S Moro, S Mori, Sasase, I
    ISCAS '98 - PROCEEDINGS OF THE 1998 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS, VOLS 1-6 3 B314-B317 1998年  
    propose the system of the simple chaotic oscillators which are based on Wien-bridge oscillator coupled by one resistor and investigate synchronization in the proposed system. Further, we propose the system of the simple chaotic oscillators which are based on van der Pol oscillator coupled by one resistor. In the system of chaotic oscillators which are based on Wien-bridge oscillator, N-phase synchronization cannot be observed but in-phase and anti-phase synchronization can be observed regardless of N. In synchronization of chaos, these synchronization phenomena are first observations as far as we know. In case of the system of chaotic oscillators which are based on van der Pol oscillator, N-phase synchronization call be observed. From the results, it is said that the synchronization of the classical oscillators and that of the chaotic oscillators based on them have common characteristics when classical oscillator is Wien-bridge oscillator or van der Pol oscillator.
  • 関屋大雄, 茂呂征一郎, 森真作, 笹瀬巌
    電子情報通信学会大会講演論文集 1998 58 1998年  
  • 小池玲, 関屋大雄, 宮林直樹, 茂呂征一郎, 森真作
    電子情報通信学会技術研究報告 97(53(NLP97 13-38)) 127-133 1997年5月23日  
    本研究では2つのカオス回路を遅延線路で結合した回路を提案し,その回路における同期現象及び分岐現象を数値計算により調べた.遅延時間を大きくしていくと、同相同期状態,逆相同期状態の2種類の同期状態が交互に観測され,同期状態が同相状態から逆相状態,あるいは逆相状態から同相状態と変化するとき,提案回路で観測されるアトラクタは一周期解となっていることがわかった.更に,2つのカオス回路で観測されるアトラクタの存在領域により,同期現象と分岐現象の関係が異なることがわかった.
  • 関屋 大雄, 野口 真古, 茂呂 征一郎, 森 真作
    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 96(512) 9-16 1997年2月7日  
    本研究では,カオス発生回路をキャパシタによって四面体構造に結合したシステムを提案し,システムに生じる同期現象について観察する.結合するカオス発生回路を交換し,さらにカオス発生回路を異なる点で結合することにより,同様の結合形態をもった異なる数種類のシステムを提案し,おのおののシステムにおいて同期モードを調べる.計算機実験および回路実験の結果,それぞれのシステムにおいて異なった同期モードが観測される.さらにカオス発生回路に生ずるアトラクタの形状に注目することにより,同期状態を詳細に調査した.提案するシステムには,これまでに報告されていない多くの興味深い同期現象が観測される.
  • 関屋 大雄, 野口 真古, 茂呂 征一郎, 森 真作
    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題 96(510) 9-16 1997年2月7日  
    本研究では,カオス発生回路をキャパシタによって四面体構造に結合したシステムを提案し,システムに生じる同期現象について観察する.結合するカオス発生回路を交換し,さらにカオス発生回路を異なる点で結合することにより,同様の結合形態をもった異なる数種類のシステムを提案し,おのおののシステムにおいて同期モードを調べる.計算機実験および回路実験の結果,それぞれのシステムにおいて異なった同期モードが観測される.さらにカオス発生回路に生ずるアトラクタの形状に注目することにより,同期状態を詳細に調査した.提案するシステムには,これまでに報告されていない多くの興味深い同期現象が観測される.
  • 関屋 大雄, 野口 真古, 茂呂 征一郎, 森 真作
    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 96(512) 9-16 1997年2月7日  
    本研究では,カオス発生回路をキャパシタによって四面体構造に結合したシステムを提案し,システムに生じる同期現象について観察する.結合するカオス発生回路を交換し,さらにカオス発生回路を異なる点で結合することにより,同様の結合形態をもった異なる数種類のシステムを提案し,おのおののシステムにおいて同期モードを調べる.計算機実験および回路実験の結果,それぞれのシステムにおいて異なった同期モードが観測される.さらにカオス発生回路に生ずるアトラクタの形状に注目することにより,同期状態を詳細に調査した.提案するシステムには,これまでに報告されていない多くの興味深い同期現象が観測される.
  • 関屋 大雄, 野口 真古, 茂呂 征一郎, 森 真作
    電子情報通信学会技術研究報告. NLP, 非線形問題 96(510) 9-16 1997年2月7日  
    本研究では,カオス発生回路をキャパシタによって四面体構造に結合したシステムを提案し,システムに生じる同期現象について観察する.結合するカオス発生回路を交換し,さらにカオス発生回路を異なる点で結合することにより,同様の結合形態をもった異なる数種類のシステムを提案し,おのおののシステムにおいて同期モードを調べる.計算機実験および回路実験の結果,それぞれのシステムにおいて異なった同期モードが観測される.さらにカオス発生回路に生ずるアトラクタの形状に注目することにより,同期状態を詳細に調査した.提案するシステムには,これまでに報告されていない多くの興味深い同期現象が観測される.
  • H Sekiya, M Noguchi, S Moro, S Mori
    ISCAS '97 - PROCEEDINGS OF 1997 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON CIRCUITS AND SYSTEMS, VOLS I - IV 2 817-820 1997年  
    In this study, synchronization in simple chaotic circuits full-coupled by capacitors with tetrahedron structure is investigated. We consider that several types of systems by changing each chaotic circuits. By carrying out circuit experiments and numerical simulations, entirely different synchronization modes can be observed. Further, we confirmed other types of synchronization modes by just changing coupling points. We pay attention to the shapes of attractors generated by subcircuits to compare the three systems. In the proposed systems, there are many interesting synchronization states including different types of synchronization from results reported before.
  • Mitsuhiro Matsuo, Kokichi Shinoda, Tadashi Suetsugu, Shinsaku Mori
    Proceedings - IEEE International Symposium on Circuits and Systems 2 833-836 1997年  
    A class DE high-efficiency tuned power oscillator which is based on the class DE inverter is proposed, analyzed and verified experimentally. It consists of a class DE inverter and a feedback-loop for phase matching. Theoretical conditions for optimum operation of the oscillator are formulated. The proposed oscillator is especially applicable at high frequency performance because it minimizes the power dissipated during each MOSFET turning on. The measured efficiency was over 90% at 2 MHz 3 W.
  • 関屋大雄, 野口真古, 茂呂征一郎, 森真作
    電子情報通信学会技術研究報告 96(73(NLP96 11-33)) 83-90 1996年5月25日  
    電気回路に発生するカオス現象について様々な研究が行われている。特に3次元自励カオス発生回路については、多くの回路が提案され、解析されてきた。しかしそれらのほとんどは非線形抵抗または非線形能動素子を含むものであり、能動素子が線形でインダクタやキャパシタが非線形である回路は報告されていない。本研究では線形負性抵抗と非線形リアクタ、そして直流電源から構成される回路がカオスを生じることを見出し、数値計算においてそれを確認した。さらに、非線形リアクタの特性を完全飽和型とすることにより、1次元写像を厳密に導出する。
  • 関屋大雄, 野口真古, 茂呂征一郎, 森真作
    電子情報通信学会大会講演論文集 1996(Sogo Pt 1) 64 1996年  
    発振器については、その多くが非線形能動素子と線形のL、Cから構成されている。しかし最近、線形負性抵抗と非線形のL、またはCから構成される発振器が存在することが報告された。一方、興味あるカオス発生回路として水.油界面振動の回路モデル、非線形負性インダクタを含む回路などが報告されている。本研究は線形負性コンダクタンスと非線形インダクタ、線形イシダクタとキャパシタ、抵抗さらに直流電源より構成される回路にカオスが発生することを見出し、計算機シミュレーションの結果を報告する。

共同研究・競争的資金等の研究課題

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産業財産権

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