2018 Fiscal Year Annual Research Report
Optimal Design and Real-Time Optimization of Vibrational Power Generation System Enabling Long-Life Bio-Logging
Publicly Offered Research
| Project Area | Systems Science of Bio-navigation |
|---|
| Project/Area Number |
17H05974
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
山本 茂 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (70220465)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 制御工学 / 振動発電 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
振動発電をバイオロギングに利用する際の困難さをシステム制御工学のアプローチで解決して，長寿命バイオロギングを可能とする革新的振動発電システムとその設計法を確立することを目的とする課題である．
振動発電システムの電気インピーダンスを極値探索制御によって動的に変化させて発電効率を向上させる手法の有効性を簡易モデルを用いた数値シミュレーションと実験により検証した．振動発電システムの電気インピーダンスは可変のキャパシタを利用した．キャパシタの容量を連続的に変化させることは容易でないため，複数のキャパシタを切り替えることで対応した．その切り替えの実時間調整に極値探索制御を用いたが，加振周波数の変動が大きい場合，振動発電システムの特性も大きく変化することから，従来型の極値探索制御では対応できないことも判明した．しかし，そのような状況下では，矩形波極値探索制御が有効であることが，数値シミュレーションと実験で確認できた．特に，複数の周波数成分をもつ加振加速度でも可変キャパシタの容量調整に矩形波極値探索制御が有効であるという実験結果を得た．
また，振動発電システムの経年劣化や温度変化などによる機械パラメータの変動によって，振動発電システムの周波数特性が設計時からずれて発電電力が低下する．このような設計時からの発電電力の低下の対策にも電気インピーダンスの調整が有効であることを可変キャパシタと極値探索制御を用いて示した．
|
| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(9 results)
