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en: Stabilization of laminars in chaos intermittency

en: Chaos intermittency is composed of a laminar regime, which exhibits almost periodic motion, and a burst regime, which exhibits chaotic motion; it is known that in chaos intermittency, switching between these regimes occurs irregularly. In the laminar regime of chaos intermittency, the periodic solution before the saddle node bifurcation is closely related to its generation, and its behavior becomes periodic in a short time; the laminar is not, however, a periodic solution, and there are no unstable periodic solutions nearby. Most chaos control methods cannot be applied to the problem of stabilizing a laminar response to a periodic solution since they refer to information about unstable periodic orbits. In this paper, we demonstrate a control method that can be applied to the control target that laminar phase of a dynamical system exhibiting chaos intermittency. This method records the time series of a periodic solution prior to the saddle node bifurcation as a pseudo-periodic orbit and feeds it to the control target back. We report that when this control method is applied to a circuit model, laminar motion can be stabilized to a periodic solution via control inputs of very small magnitude, and robust control can be obtained.

en: International Journal of Bifurcation and Chaos


en: Investigation of effects of phosphor particles on optimal design of surface-mount-device light-emitting diode packaging using ray-tracing simulation

en: This study presents investigation of effects of phosphor particles on optimal structure and optical design of surfacemount-device (SMD) light-emitting diode (LED) packaging (PKG) using ray-tracing simulation. In the authors'previous study, effects of the reflection properties of the PKG resin and the lead-frame silver plating on the light extraction efficiency was investigated, and the optimisation method of the cavity angle composing the light reflector of the PKG was proposed. In this study, the optimal cavity angle and reflection properties under the condition of phosphor particles present in mould resin of the top-view PKG are investigated. In addition, the better conditions of the reflection properties under the conditions in which the phosphor is contained and not contained in the mould resin are confirmed. Finally, an optical design method of the SMD LED PKG with the mould resin containing a phosphor is proposed on the basis of the simulation results.

ja: 本研究は光線追跡法を用いて表面実装型LEDパッケージングの最適構造と光設計に与える蛍光粒子の影響について調査する．筆者らの以前の研究では，パッケージの樹脂とリードフレーム銀板の反射性能が光放射効率に与える影響について調査し，パッケージの反射板を構成する空洞角の最適設計を提案した．本研究では，上面パッケージのモールド樹脂に蛍光粒子が存在するという条件のもと，最適な空洞角と反射性能について調査する．さらに，蛍光体がモールド樹脂に含まれている場合と含まれていない場合について，より良い反射性能の条件を確認した．最後に，蛍光体を含むモールド樹脂をもつ表面実装LEDパッケージの光設計法をシミュレーション結果に基づいて提案する．

en: IET Optoelectronics

ja: IET Optoelectronics


en: A neural network-based local rainfall prediction system using meteorological data on the Internet --- A case study using data from the Japan Meteorological Agency

en: In this study, we develop and test a local rainfall (precipitation) prediction system based on arti cial neural networks (ANNs). Our system can automatically obtain meteorological data used for rainfall prediction from the Internet. Meteorological data from equipment installed at a local point is also shared among users in our system. The final goal of the study was the practical use of ``big data'' on the Internet as well as the sharing of data among users for accurate rainfall prediction. We predicted local rainfall in regions of Japan using data from the Japan Meteorological Agency (JMA). As neural network (NN) models for the system, we used a multi-layer perceptron (MLP) with a hybrid algorithm composed of back-propagation (BP) and random optimization (RO) methods, and radial basis function network (RBFN) with a least squares method (LSM), and compared the prediction performance of the two models. Precipitation (total amount of rainfall above 0.5 mm between 12:00 and 24:00 JST (Japan standard time))at Matsuyama, Sapporo, and Naha in 2012 was predicted by NNs using meteorological data for each city from 2011. The volume of precipitation was also predicted (total amount above 1.0 mm between 17:00 and 24:00 JST) at 16 points in Japan and compared with predictions by the JMA in order to verify the universality of the proposed system. The experimental results showed that precipitation in Japan can be predicted by the proposed method, and that the prediction performance of the MLP model was superior to that of the RBFN model for the rainfall prediction problem. However, the results were not better than those generated by the JMA. Finally, heavy rainfall (above 10 mm/h) in summer (Jun. Sep.) afternoons(12:00 24:00 JST) in Tokyo in 2011 and 2012 was predicted using data for Tokyo between 2000 and 2010.The results showed that the volume of precipitation could be accurately predicted and the caching rate of heavy rainfall was high. This suggests that the proposed system can predict unexpected local heavy rainfalls as ``guerrilla rainstorms."

ja: 本研究では，人口ニューラルネットワーク(ANN)に基づいて局地的な降雨(降水量)予測システムを構築し検証する．我々のシステムは降雨予測に用いられる気象データをインターネットから自動で取得する．我々のシステムでは，局所的な地点にインストールされた装置から得られる気象データはユーザーの間で共有される．本研究の最終的な目標は，インターネット上の"ビッグデータ"を活用することと，正確な降雨予測のためにユーザー間でデータを共有することである．我々は，日本の気象庁(JMA)のデータを用いて日本のいくつかの地域の降雨量を予測した．ニューラルネットワークモデルとしてバックプロパゲーションとランダム最適化からなるハイブリッドアルゴリズムを用いた多層パーセプトロン(MLP)と最小二乗法を用いたRBFN (radial basis function network)を用い，これら二つのモデルの予測性能を比較した．松山，札幌，那覇の2012年の降水量を2011年の各市の気象データに基づきニューラルネットワークにより予測した．提案手法の一般性を検証するために日本の16地点での降水量も予測し，JMAの予測と比較した．実験により日本における降水量は提案手法により予測可能であること，RBFNモデルよりもMLPモデルの方が予測性能が良いことがわかった．しかしながら，予測性能はJMAのものよりも良くはなかった．最後に東京における2011年と2012年の夏の大雨を2000年∼2010年のデータをもとに推定した．大雨の降水量は精度よく予測された．これより提案手法は不意なゲリラ豪雨を予測できるのではないかと期待される．

en: Applied Soft Computing

ja: Applied Soft Computing


en: Optimization of surface-mount-device light-emitting diode packaging --- investigation of effects of component optical properties on light extraction efficiency

en: An investigation of the effects of the optical properties of surface-mount-device (SMD) light-emitting diode (LED) (side-view and top-view LEDs) packaging (PKG) components on the light extraction efficiency ηPKG using ray-tracing simulations is presented. In particular, it is found that the optical properties of the PKG resin and the lead-frame (L/F) silver-plating significantly affect ηPKG. Thus, the effects of the surface reflection methods of these components are investigated in order to optimize the optical design of the LED PKG. It is shown that there exists peak extraction efficiency for each PKG, and the cavity angle formed by the cavity wall is important to the optical design. In addition, the effect of phosphor present in the mold resin is examined using a Mie scattering simulation. Finally, an SMD LED PKG optical design method is proposed on the basis of the simulation results.

ja: レイトレーシング法を用いた表面実装LEDパッケージングの成分の光特性が光放射効率に与える影響を調査する．特に，パッケージの樹脂とリードフレームの銀板の光特性が光放射効率に大きく影響することがわかった．よって，LEDパッケージの光特性を最適化するため，これらの成分の表面反射の影響を調査する．各パッケージングには放射効率のピークが存在し，空洞の壁が作る空洞角が光設計に重要であることが示される．さらに，モールド樹脂に存在する蛍光体の影響もミー散乱シミュレーションを用いて検査する．最後に表面実装LEDパッケージングの光設計手法をシミュレーション結果に基づいて提案する．

en: Optical Engineering

ja: Optical Engineering


en: Distribution and Sharing of E-Learning Courseware by Weighted Keywords

en: Web-based training is popular around the world, where a large number of people can study at the same time through the Internet anytime and anywhere. The major issue of current e-learning is courseware distribution between different platforms. SCORM (sharable content object reference model) is one of the solutions for courseware sharing. However, to make SCORM-conformable courseware, some knowledge about HTML and JavaScript is required. We have developed a SWF (Sharable Web Fragment)-based e-learning system, where courseware is created with sharable Web fragments such as Web pages, images and other resources, and the courseware can be distributed to another platform by export and import facilities. The exported meta-information is architecture-independent and provides a model of courseware distribution. This paper presents how to promote the distribution and sharing of Web-based e-learning courseware, where courseware can be easily retrieved by weighted keywords.

en: International Journal of Information and Education Technology (IJIET)


en: Two Types of Deadlock Detection: Cyclic and Acyclic

en: Concurrent programs are difficult to test and debug due to their non-deterministic execution. For deadlocks, traditional deadlock detection algorithms depend on finding cycles in lock graphs created from application programs. This paper first introduces three kinds of blocked relations, lock-blocked, wait-blocked, and join-blocked for Java multi-threaded programs. Previous work does not consider the wait-blocked relations, nor the influence of thread interruption. The paper then proposes two types of deadlocks based on these blocked relations, that is, block-cycle type deadlocks and waiting-block type deadlocks which are acyclic. It also presents an example of implementation to detect these types of deadlocks, and addresses future directions.

en: Intelligent Systems for Science and Information, Studies in Computational Intelligence


en: Estimation of Transition Times of a Hopping Machine Based on Wavelet Analysis

en: The transition time of a hopping machine (HM) as a piecewise linear (PWL) system is estimated by using a wavelet analysis method proposed in previous papers. The HM is a nonlinear system because its equation of motion has a nonlinear drag coefficient term owing to air resistance. The effectiveness of the proposed method for real (nonlinear) systems is verified through instrumental experiments performed on the HM. First, the effect of nonlinearity on the estimation of a transition time is examined. The HM has a discrete transition caused by the nonlinearity in a real system. In addition, two types of discrete transitions are detected from the output data: one caused by the change between discrete free-fall and spring-mass states and the other caused by inversion of the sign of the nonlinear term owing to a change in the velocity of the mass. These transition times are estimated using the proposed method. Finally, the proposed method is compared with a conventional method based on a clustering technique.

ja: ホッピングマシンを区分線系システムとしてとらえ，その離散状態の遷移時刻を 先に提案したWavelet解析に基づく手法で推定した．実機によるデータから，2種類の離散状態の遷移を推定することができた．1つは，自由落下とバネ・マス・ダンパ系の切り替えであり，もう1つは自由落下時の頂点における速度の向きの変化による空気抵抗の向きの変化である．最後に従来手法であるクラスタリングを用いる手法との比較を行った．

en: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration


en: BCLS Method for Stationary Systems in Closed Loop Environment

en: This paper proposes a bias-compensated least squares (BCLS) method in closed loop environment when the noise is assumed to be stationary. The feedback controller is assumed to be linear time invariant discrete-time system and the feedback system is assumed to be asymptotically stable. The convergence of the proposed algorithm is analyzed and it is shown that a kind of persistent excitation (PE) condition on the reference input is required.

ja: 本論文は，定常雑音の仮定の下，閉ループ環境におけるバイアス補償型最小二乗法を提案する．フィードバック補償器は線形時不変な離散時間系であり，フィードバック系は漸近安定と仮定する．提案手法の収束性を解析し，参照入力のPE(persistent excitation)条件が必要であることを示す．

ja: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration


en: Functional Web Component Generation for Visual Web Application Programming

en: International Journal of Computers and Applications


en: Estimation of Continuous-Time Nonlinear Systems by Using the Unscented Kalman Filter

en: This paper proposes a continuous-time model estimation method by using the Unscented Kalman Filter (UKF) from sampled I/O data, in which plant parameters as well as the initial state are estimated. The initial state is estimated based on a backward system of the plant, and the parameters are estimated by using an iterated UKF, which repeats the estimation of the forward system and the backward system alternately. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed method, a rotary pendulum is considered to estimate the parameters of a continuous-time nonlinear system.

ja: 本論文は，UKF(Unscented Kalman Filter)を用いてサンプル値データから連続時間モデルを推定する手法を提案する．提案手法では，対象のパラメータと初期状態も同時に推定される．初期状態は対象のバックワードシステムを用いて推定され，パラメータはフォワードシステムとバックワードシステムの推定を交互に繰り返す繰り返し型のUKFにより推定される．提案手法の有効性を示すため回転型振子のパラメータ推定を行う．


en: Estimation of the transition time of piecewise linear systems by using wavelet analysis

ja: ウェーブレット解析を用いた区分的線形システムのトランジションタイムの推定

en: This paper proposes an estimation method of the transition time of hybrid systems in piecewise linear (PWL) form by using wavelet analysis. If each transition time is known, the continuous dynamics between adjacent discrete transitions will be identified by conventional identification method for continuous systems. The discrete transition is represented as a switching of differential equations or a jump of continous states. These changes can be detected as characteristic patterns in wavelet transform of an output signal. First, detectability of the discrete transition is defined and its necessary and sufficient condition is derived. Under the assumption of the detectability of th ediscrete transition, an output signal is represented by using Taylor expansion around the transition time. In addition, the characteristic patterns in the wavelet transform of an output signal are analyzed. An estimation method of the transition time based on the analyzed pattern is proposed. Finally, the effectiveness of the proposed method is illustrated by numerical examples.

ja: ウェーブレット解析を用いた，区分線系システムにおける離散状態の遷移時刻の推定方法を提案した．離散状態の遷移の可検出性を定義し，その必要十分条件を与えた．また，対象が可検出の場合，遷移時刻における出力のテイラー展開を解析し，その特徴をウェーブレット解析によってとらえる手法を提案した．

en: Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

ja: 計測自動制御学会論文集


en: Bias Compensation of Recursive Least Squares Estimate in Closed Loop Environment

en: In this paper, an asymptotic bias of the recursive least squares (RLS) estimate in the closed loop environment is analyzed and its compensation method is proposed under the assumption that the noise is white. Namely, a bias compensated RLS method in the closed loop environment based on output error (OE) model is proposed. A posteriori error is also analyzed for the estimation of the noise variance.

ja: 本論文は，雑音は白色雑音であるという仮定のもと，閉ループ環境における逐次最小二乗法(RLS)の漸近バイアスを解析し，それを補償する手法を提案する．すなわち出力誤差(OE)モデルに基づく閉ループ環境のバイアス補償型逐次最小二乗法を提案する．雑音分散の推定のため，事後誤差についても解析する．


en: Context-Dependent Extensible Syntax-Oriented Verifier with Recursive Verification

en: WSEAS Transactions on Information Science and Applications


en: Bias-compensated Least Squares Method in Closed Loop Environment

ja: 閉ループ環境におけるバイアス補償型最小二乗法

en: In this paper, a bias-compensated least squares method in the closed loop environment is proposed. It is assumed that the observation noise is a white gaussian signal while there are no process noises. It is also assumed that the plant is controlled by a linear time invariant controller and that the closed loop system is asymptotically stable. It is shown that the asymptotic bias of the least squares estimate in the closed loop environment is represented as a difference between the parameter of the prefilter and that of an "optimal prefilter" and that the proposed bias-compensated least squares estimate is consistent.

ja: 本論文では閉ループ環境におけるバイアス補償型部分空間同定法を提案している．プロセス雑音はなく観測雑音はガウス性白色雑音と仮定している．また同定対象は線形時不変な補償器で制御されており，閉ループ系は漸近安定であると仮定する．閉ループ環境における最小二乗推定量の漸近バイアスは，プレフィルタのパラメータと"最適なプレフィルタ "のパラメータとの差としてあらわされることが示された．また，提案手法は一致推定量であることが示された．


en: Web-based Laboratory Network Management System that Integrates Multiple Servers

ja: WSEAS Transactions on Information Science and Applications


en: Uniform Tag-based Rich Component Generation for Web Application Development


en: Customizable Pattern-Oriented Verifiers forWeb Applications


en: Visual Programming of Hierarchical Frames for Web Applications


en: Easy enjoyable effective automated practice and test system

en: INTERNATIONAL JOURNAL of EDUCATION AND INFORMATION TECHNOLOGIES


en: Design of Robust I-PD Controller by Using Pareto-Optimality

ja: パレート最適性を考慮したロバストI-PD制御系設計法

en: 先の論文では, 速応性と振動抑制性の2目的最適化問題を, 閉ループ系の極の実部の最大値の最小化, および, 原点から見た虚軸からの角度の最大値の最小化という2つの最小化問題に置き換えて, 2目的問題を解いた. 一方, 筆者の一人は出力誤差の2乗積分の最小化, および, 出力誤差の微分値の2乗積分の最小化という最適化問題を解く方法を提案している. そこで, 本論文では, 二つの手法の特徴を実際の磁気浮上系を例題にとり, 比較·検討した.

en: Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers

ja: システム制御情報学会論文誌


en: Visual Design for Server-Side Programs and Program Generation

en: Webアプリケーションの開発において，開発者が頭の中で描いたイメージに従ってソフトウェアを開発することを可能とする，グラフィックスを用いたイメージ指向プログラミング技法を提案し，データベースやプログラムテーブルの内容に基づいて，Webテーブルを動的に構成するWebアプリケーション自動合成方式について述べる．Webコンポーネント間の関係の一貫性，完全性をユーザが容易に検証でき，設計の途中でも，ユーザがそれまでに設計したWebコンポーネントの実行時の様子を容易に確認できる．

en: Transactions of Information Processing Society of Japan


en: Continuous-time Model Identification by Using Adaptive Observer

ja: 適応観測器を用いた連続時間モデル同定

en: This paper proposes a new method of continuous-time model identification from sampled I/O data by using an adaptive observer. The boundedness of the parameter estimate and the exponential convergence of the parameter estimate error to 0 under the PE assumption are guaranteed. In order to identify the plant from a finite number of I/O data, an adaptive observer of a backward system is also proposed.

ja: 本論文では，適応観測器を用いて，サンプル値入出力データ から連続時間モデルを直接推定する連続時間モデル同定法を 提案した．従来の直接同定法では，厳密な連続時間モデルを 得るためには，サンプリング周期を極限で0とする，あるいは， 信号を周期信号に限定するなど，実用上不可能あるいは望まし くない前提が必要であった．提案手法は，これらの実用上望ま しくない仮定は設けることなく，理論的には厳密な連続時間モ デルを直接同定できるという特徴を持つ．まず，Kreisselmeier の適応観測器をサンプル値系に拡張し，その安定解析を行なっ た．しかしながら，一般に適応観測器は収束に時間が掛かる ため，非常に長い時間のサンプル値データが必要となってしま う．この問題を解決するため，backward システムに対する適 応観測器を構成し，forward システムと backward システムに 対する適応同定を繰り返し行なう連続時間モデル同定法を提案 した．これによって，有限長のサンプル値データから指数収束 する適応観測器が構成可能となった．数値シミュレーションに より，観測雑音の影響を他の手法と比較し，提案手法の有効性 を検証した．

en: Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers


en: Design of robust pole assignment based on Pareto-optimal solutions

en: PID型の補償器を用いた制御系設計においては, 速応性と振動抑制性のトレードオフをとりながら, パラメータを調整することが多い. この調整は一般に試行錯誤によって行われ, 経験を積んだ現場のオペレータでないと調整は難しいと言われている. 筆者らは, この調整を速応性と振動抑制性の2目的最適化問題として捉え, 遺伝的アルゴリズムによる多点探索を用い, パレート最適解集合をオペレータに提示することによって, 調整における試行錯誤の低減を図った.

en: Asian Journal of Control

ja: Asian Journal of Control


en: Web application generator by image-oriented design

en: Webアプリケーションの開発において，開発者が頭の中で描いたイメージに従ってソフトウェアを開発することを可能とする，グラフィックスを用いたイメージ指向プログラミング技法を提案する．本論分では，ビジュアルなWebコンポーネントやWebページの遷移に基づいて実行されるビジネスロジックを組み合わせて，Webアプリケーションプログラムを合成するためのアプリケーション自動生成方式について述べる．

en: ACM SIGSOFT Software Engineering Notes

ja: ACM SIGSOFT Software Engineering Notes


en: Fault Tolerance of Autonomous Decentralized Adaptive Control Systems

en: 分散型制御系の特徴として, 耐故障性, 保守·点検の容易さ, オンライン拡張性などが挙げられている. 本論文では, 先の論文で提案した分散型ハイゲイン適応制御が耐故障性を持つことを, 自己相似性に基づいて示し, 分散型システムが耐故障性をもつための原則の一つを明らかにした.

en: International Journal of Systems Science


en: Fuzzy Control Rules and Stability Conditions

en: ファジィ制御システムの安定性をナイキスト安定判別条件と絶対安定性条件の2点から考察した. 積和法とミニマックス法を取り上げ, 積和法の方が安定性を保証するパラメータの領域が広いという意味で, ミニマックス法に比べて優れているこをと示した.

en: Proc. of the 2nd International Conference on Fuzzy Logic and Neural Networks


en: Automatic Program Generation based on Visual Image-Oriented Design

ja: ビジュアルイメージ指向設計に基づくプログラム自動生成方式

en: Webアプリケーションの開発において，開発者が頭の中で描いたイメージに従ってソフトウェアを開発することを可能とする，グラフィックスを用いたイメージ指向プログラミング技法について述べる．

en: Bulletin of Faculty of Engineering, The University of Tokushima

ja: 徳島大学工学部研究報告