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en: Clock pulse modulation for ripple reduction in buck-converter circuits

en: DC-DC switching converters which are frequently treated as hybrid dynamical systems exhibit complex behavior due to nonlinear and interrupt characteristics. For synchronous buck-converters, we propose a method to control chaotic behavior by pulse frequency modulation. An input voltage, a duty ratio of PWMs, and so on, affect to the regulation characteristics of converters directly, but a frequency of PWMs is determined by the frequency characteristics of the converter and is set as a fixed value. The proposed chaos-control method suppresses chaotic responses by slightly perturbing the pulse frequency alone, therefore our method can stabilize unstable periodic orbits without influence on the voltage regulation scheme. To simplify the feedback controller, the condition of dimension reduction for the controlling gain vector is derived. The proposed controller acheves the stabilization without a current sensor. Numerical simulation and circuit implementation demonstrate the validity of this method.

ja: しばしばハイブリッドシステムの例として取り上げられるDC-DCコンバータは，非線形断続特性によって複雑な振る舞いを呈する．同期型バックコンバータに対し，われわれはパルス周波数変調によるカオス制御手法を提案する．入力電圧やPWMのデューティ比などはコンバータの整流特性に直接影響するため，固定値とされる．本手法では，パルス周波数のみ摂動をかけ，カオス的応答を抑制し，結果として電圧整流には影響を出さずに不安定周期解を安定化させることができる．フィードバック制御器を単純化させるため，制御ベクトルの低次元化条件も導出した．制御器は電流センサを用いてないことは特筆できる．数値計算結果ならびに回路実験は，本提案の有効性を裏付ける．

en: Chaos, Solitons & Fractals

ja: Chaos, Solitons & Fractals


en: A Method to Detect Rogue Access Points in a Campus without Decrypting WLAN Frames

ja: キャンパス内の不正アクセスポイントを無線フレームの復号なく検出する手法

en: Security problems of rogue APs exist because there are many wireless access points (APs) in a campus. In many cases, there are not only university-wide network administrators but also subnet administrators and the former ones usually do not know details of each subnet. We propose a method for the university-wide network administrators to detect rogue APs without decrypting WLAN frames. HTTP packets of captive portal detection are used in this method. As a result of our evaluation, we confirmed that it is possible to associate an IP address as seen from wired upstream network and a frame from WLAN.

ja: 大学に無線LAN アクセスポイント(以下，AP と呼ぶ)を導入するにあたり，許可を得ず接続されたAP や正規のAP を装ったAP 等の不正AP に関するセキュリティ上の課題が存在する．大学では，全学としてのネットワーク管理者(以下，全学ネットワーク管理者と呼ぶ)だけでなく，各サブネットワーク毎に管理者を指定していることが多く，ネットワーク全体を把握している管理者が存在しない可能性がある．本稿では，全学ネットワーク管理者の視点で，サブネットワーク管理者との連携を追加で要することなく，検査対象AP のキャンパスネットワークへの接続の有無を判断することにより不正AP を検出する手法について提案する．提案手法では，Windows やAndroid 等のOS に導入されている，Captive Portal Detection (以下，CPD と呼ぶ)を利用する．キャンパスネットワークの上流と無線LAN 通信区間の二箇所におけるCPD 用HTTP 通信の時間差から，検査対象AP のキャンパスネットワークへの接続を確認する．なお，本手法では無線LAN での通信において，WPA2 等の復号を行わず推定している．評価実験では，提案手法によりネットワーク上流から見た各サブネットワークのIP アドレスと無線LAN クライアントが接続したAP の紐付けが可能であることを確認した．

en: The Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers B

ja: 電子情報通信学会論文誌(B)


en: Invariant patterns in a non-invertible chaotic map by the directional coloring

en: We propose a visualization method called the directional coloring for chaotic attractors in planer discrete systems. A color in the hue circle is assigned to the argument determined by the current point and its n-th mapped point. Some unstable n-periodic points embedded in the chaotic attractor become visible as radiation points and they can be accurately detected by combination of this coloring and the Newton's method. For a chaotic attractor in a non-invertible map, we found out invariant patterns around the fixed point and detect its nearest unstable n-periodic point. The computed results of their locations show a fractal property of the system.

ja: 写像方向に応じてHSV表色系をマッピングする方向彩色法を提案する．あるカオス的2次元非可逆写像に適用したところ，状態空間にフラクタルなパターンを得ることができた．視覚的にも明瞭なドメインができ，ドメインの集積点には周期点が存在することも明らかになった．これらの情報をもとに，対象の写像のフラクタルを定量化することができた．

en: Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE


en: Bifurcation analysis with threshold values for interrupt autonomous systems

ja: 断続自律系方程式における分岐のしきい値解析

en: スイッチや状態変数の跳躍で表される断続力学系の研究が盛んに行われている．複数の異なるベク トル場が接合して力学系を構成する場合，しばしばしきい値が接合面(断続面)の位置を決める条件となる．系 に現れる周期軌道は，しきい値をパラメタとしたとき，その値の変化に対して様々な分岐現象を生じる．状態変 数やパラメタが断続面において微分不可能となる断続系では，従来の解析手法の適用に困難をもたらすが，断続 面を局所断面とし局所座標系を構成するPoincare 写像を定義すれば，シューティング法による分岐解析が行な えることが示されている．しかしながら，しきい値の定義式は一般にモデル方程式に陽に含まれないため，分岐 パラメタ値としてのしきい値に対するシューティング解法は知られていない．本論文では，断続系の分岐理論を 拡張し，しきい値をパラメタとする変分方程式を導出し，求積する手法について述べる．さらに，具体例として 結合Izhikevich ニューロンモデルを取り上げ，分岐構造の詳細を説明する

en: The Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers A

ja: 電子情報通信学会論文誌(A)


en: Bifurcation Analysis of Izhikevich Neuron Model

en: An autonomous differential equation with jumps has been proposed by Izhikevich for a demonstration of various spiking waves by changing its parameters. Some well-known firing patterns of this model are shown by numerical simulations, however bifurcation analysis of the model has not been investigated in detail. In this paper, we apply our numerical computation algorithm to this model. Although it is a challenge to manage jumps with the Poincar´e mapping and we obtain bifurcation parameter values by a shooting method. As a result, we conclude that some spiking modes are caused by local bifurcation of limit cycles.

ja: 状態にジャンプを伴うイジケビッチが提案した自律系神経モデルは，系のパラメータを変化させると，自然界で観測される様々なスパイク・バースト振動モードを再現する．われわれはこのモデルに関する分岐問題を解く．幾つかのスパイクの変遷は分岐現象によって説明できることを示す．

en: Dynamics of Continuous, Discrete and Impulsive Systems. Series A: Mathematical Analysis


en: Construction of e-Syllabus Supporting the Discovery of Learning Path by Using EDB

ja: EDBを利用した学習経路探索を支援するeシラバスシステムの構築

en: In Tokushima University, the syllabus has been published and opened on the web using an Educator and Researcher Information Database (EDB). We are now developing an e-Syllabus system that represents graphically and dynamically the relationships between lectures. This development represents one of the improvements of infrastructure for education and learning. In order to construct the e-Syllabus, three new columns have been added to each lecture of the syllabus: keywords, preceding lectures and relational lectures. XML is used as a storage format for EDB; it allows us to represent the structured data within on a text file that can be stored on a CD-ROM. Thus, without accessing the web, it is possible to represent graphically and discover the relations between the lectures. This representation of the syllabus supports the students in the discovery of learning-paths and the definition of learning plan. Thus, the e-Syllabus system improves the convenience of using the syllabus.

ja: 徳島大学では，教育・研究者情報データベース(EDB)が稼働しており，シラバスの作成やWeb閲覧に利用してきた．現在，教育と学習の基盤(教学インフラ)開発の1つとして，授業科目間の関連性を動的にグラフ表示するeシラバスシステムの構築を行っている．eシラバスの構築にあたり，各授業科目のシラバスに，キーワード，先行科目，関連科目の3つの項目を新たに設けた．EDBのデータ保存形式であるXMLは汎用性が高く，1つのテキストファイルで構造化データを表現できるため，配布されるCD-ROMにそのまま格納することで，Webを介さずに科目間の関連性をグラフ表示可能である．eシラバスの実現により，ネットワークを介して学習計画や学習経路探索が支援され，シラバスの使い勝手が向上する．

en: Journal of University Education Research

ja: 大学教育研究ジャーナル


en: Control of chaos in a piecewise smooth nonlinear system

en: This paper shows the stabilization of the unstable periodic orbit of any given piecewise smooth system with linear and/or nonlinear characteristics. By utilizing the periodicity of the switching action, we construct the Poincare´ mapping including all information of the original system. This mapping offers a first step toward extending a novel technique for controlling chaos based on the appropriate state feedback in piecewise smooth nonlinear systems. We also apply this approach to Rayleigh type oscillator described by the piecewise smooth nonlinear systems.

ja: 本論文では区分的に滑らかな非線形力学系におけるカオス中の不安定周期解を安定化する一般論を示す．スイッチ等の動作における周期性を利用し，ポアンカレ写像を構成し，これをカオス制御のフィードバックゲイン設計に用いる．レイリー発振器の区分非線形系にこの技術を適用し，制御可能であることを数値的に示す．


en: Experimental Investigation of Controlling Chaos using Pole Assignment in the Forced BVP Oscillator

ja: 周期外力を印加したBVP発振器における極配置法に基づくカオス制御の実験的検討

en: In previous work(1), we proposed a control method of the chaotic attractor in the non-autonomous systems and stabilized the unstable periodic orbits observed in the Duffing's equation. Our method can be used as a general technique for controlling chaos, however, the control function was not demonstrated in the laboratory experiments. With this in mind, in this paper, we consider the experimental control of the chaotic behavior in the circuit model, called the forced BVP oscillator. The pole assignment for the corresponding discrete system derived from such a non-autonomous system via Poincaré mapping works effectively, and the control unit is easily realized by the window comparator, sample-hold circuits, and so on. In particular, we try to stabilize the unstable 1 and 3-periodic orbits in the chaotic attractor in the numerical and experimental simulations.

ja: 強制BVP発振器におけるカオスについて，カオス制御器の実回路実装について検討する．ウィンドウコンパレータ，サンプルホールド器を使用し，極配置法に基づく制御器が実現される．幾つかの不安定周期軌道を本手法により安定化した．

en: IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

ja: 電気学会論文誌C (電子，情報，システム部門誌)


en: Education and research database in Tokushima University --- Development and operation of the database orienting periodical publication and information disclosure

ja: 徳島大学における教職員データベース --- 定期刊行物· 情報公開を指向したシステム構築と運用

en: 大学機関では，紀要や各種総覧，シラバスなどの定期刊行物や，大学評価，外部評価，自己点検評価など，多くの報告書が編集され出版されている．これら出版物を制作するためのデータは，例えば学歴，職歴のように職員個人にとっては不変の情報であったり，著作リストのように既存のデータを追加するだけで済む情報である．しかし，個人のデータの記録書式や，編集者のデータ収集方法を統一することは困難であり，よって，出版物ごとにデータの再入力が強いられ，結果，編集・校正に長い期間を要し，データ入力者のみならず編集者にとっても多大な負担となる．そこで本学では，上記出版物の網羅すべき項目を洗いだし，「情報の再利用」を設計思想として，ユーザの入力と出版物の編集作業の援用を指向した教職員データベースシステム(EDB; Education and research database)を構築した．EDBは当初，徳島大学工学部においてのみ運用されていたが，大学評価や自己点検評価の資料を含む多くの出版物編集に利用された．その実績を受け，現在では全学レベルの運用に引き上げられている．本稿では，このEDBのコンセプトや提供される機能について述べ，入力から出版までの流れ，既出版物の概要，今後の展望について解説する．また，運用までの経緯や問題点について述べる．

en: The Journal of University Evaluation of National Institution for Academic Degrees and University Evaluation, Research in University Evaluation

ja: 大学評価·学位授与機構研究紀要


en: Synchronization of Electric Fireflies by using Square Wave Generators

en: In this article, we propose a square wave generator whose switching threshold values are switched by external inputs. This circuit is designed to simulate the synchronized luminescence of coupled fireflies. We investigate the behavior of the solutions in two coupled oscillators. The dynamics are demonstrated by a linear autonomous equation piecewisely, therefore, a one-dimensional return map is derived. We also prove the existence of stable in-phase synchronization in the coupled oscillator by using the return map, and we show the existence of regions of periodic solutions within a parameter space. Some theoretical results are confirmed by laboratory measurements.

ja: 方形波発振を行うマルチバイブレータを，フォトカップラとフォトダイオードによって結合した場合に生じる同期現象について議論する．このモデルは，水を半分入れたペットボトルをパイプでつないだシステムを模擬している．初期値とパラメータによって準周期を基本とした周期解の同期が豊富に生じる．本論文ではモデル方程式の分岐解析を行い，これらパラメータ平面における同期化領域を詳細に調べた．系は区分線形系であり，分岐条件は適切なポアンカレ写像を設けることにより厳密に解析が行えた．

en: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences


en: A Method to Generatr a Chaotic Attractor by Destabilization

ja: 不安定化制御によるカオスの一生成法

en: 本論文では， 自律系にみられる安定平衡点やリミットサイクルに対し， 不安定化制御を行う． これは，線形制御理論の極配置法において，不安定極を指定する ことによって達成され，結果としてカオスアトラクタを得ることができる． 安定平衡点の場合は，安定平衡点周りの特性方程式の 極を不安定に指定した制御器を取り付け， 制御を印加する時間を適当に与える． また，リミットサイクルに対しては，ポアンカレ写像を定義し， それによって得られる差分方程式系の固定点を不安定化し, カオスを発生させる． これらの手法の適用例として， 勾配系回路, van der Pol方程式，拡張BVP発振器のモデルに それぞれ不安定化制御を施し，得られたカオスについて検討した．

en: The Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers A

ja: 電子情報通信学会論文誌(A)


en: Composite dynamical system for controlling chaos

en: We propose a stabilization method of unstable periodic orbits embedded in a chaotic attractor of continuous-time system by using discrete state feedback controller. The controller is designed systematically by the Poincare mapping and its derivatives. Although the output of the controller is applied periodically to system parameter as small perturbations discontinuously, the controlled orbit accomplishes C^0. As the stability of a specific orbit is completely determined by the design of controller, we can also use the method to destabilize a stable periodic orbit. The destabilization method may be effectively applied to . escape from a local minimum in various optimization problems. As an example of the stabilization and destabilization, some numerical results of Duffing's equation are illustrated.

ja: 常微分方程式で記述されるシステムがカオス応答している場合に， 状態フィードバックによる制御器を構成し， カオスの中に埋め込まれた不安定固定点，周期点(ターゲット)を安定化する手法に ついて述べる．制御対象の連続時関系について，ポアンカレ写像を通して差分力学系を導出し，その上での制御系を構成，設計した制御量を再び連続力学系に還元する「合成力学系」として新たな枠組みを提案する． また，逆に安定なターゲットの不安定化を試みた．これによりlocal minimum に 解が落ち込むことを回避することができる． 不安定化制御器を含んだシステムは，ターゲット 付近で周期解やカオス応答を発生させたり，もしくは別の安定な固定点や周期点に 収束させることができる． 具体的な例として，Duffing方程式に上述の制御を応用した結果を示した．

ja: IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences


en: Chaos in a Simple Hybrid System and its Control

en: A simple hybrid system exhibiting chaos is developed and a chaos control method realised. It is shown that, since the dynamics can be expressed by a return map, the system has an observable chaos. The control method, which is based on the pole assignment technique, can stabilise any unstable periodic orbit in the chaos. The theoretical result is verified by laboratory experiments.

ja: 抵抗とキャパシタ，比較器とフリップフロップのみからなるカオス回路を提案し，解析している．一階の常微分方程式がしきい値とクロックパルスによって切り替えられるこの系は，連続状態と離散イベントから構成されるハイブリッドシステムとなっている．系の振る舞いは厳密解を用いて，skew tent map と呼ばれる区分線形写像に変換することができる．回路実験とシミュレーション結果を示した．

en: Electronics Letters

ja: Electronics Letters


en: A Simple Approach to Calculation and Control of Unstable Periodic Orbits in Chaotic Piecewise Linear Systems

en: This paper describes a simple method for calculating unstable periodic orbits (UPOs) and their control in piecewise-linear autonomous systems. The algorithm can be used to obtain any desired UPO embedded in a chaotic attractor, and the UPO can be stabilized by a simple state feedback control. A brief stability analysis of the controlled system is also given.

ja: この論文は区分線形な自律系のカオス中に埋め込まれた不安定周期軌道を安定化する単純な手法を提案している．当該アルゴリズムは所望のUPOを検索することに使え，また，それらは簡素な状態フィードバックによって安定化可能である．制御系の安定性について，簡単な解析も行っている．

en: International Journal of Bifurcation and Chaos