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エネルギー回生機構を持つハードディスクドライブの制御系開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14282
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 制御・システム工学
研究機関宇都宮大学

研究代表者

平田 光男  宇都宮大学, 工学部, 教授 (50282447)

研究分担者 鈴木 雅康  宇都宮大学, 工学部, 助教 (10456692)
研究協力者 薄井 竣介  
福田 将大  
爲國 康太  
瀧澤 侑也  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードハードディスク装置 / エネルギー回生 / 制振軌道設計 / 終端状態制御 / PWM型入力系 / シーク制御 / 軌道設計 / ナノスケールサーボ制御 / ロバスト制御
研究成果の概要

世界で消費されるハードディスクドライブ(HDD)の消費電力はクラウドの普及と相まって,著しく増大すると言われている。これを少しでも削減できれば,社会に与えるインパクトは大きなものとなる。そこで,本研究ではHDDの制御系にエネルギー回生機構を導入し,そのための軌道設計を行った。HDDの位置決め軌道は,エネルギーの削減だけでなく,機械振動の影響も考慮して設計しなければならない。そこで,それらを考慮した軌道を終端状態制御により求め,HDDの位置決め系を模擬した2慣性系を用いて,提案法の有効性を検証した。その結果,制振性能を高めた軌道ほど,エネルギー回生の効果が高くなることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

HDDの消費電力は近い将来原発数百基分に膨れ上がるとの試算もある。そのため,消費電力を数%低減できただけでも,相当大きな削減となる。さらに,本研究で得られた成果は,工場などで24時間操業される工作機械など,各種産業機器の消費電力削減にも有効である。このように,本研究の成果は低炭素社会の実現に大きく貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 多自由度パルス幅変調方式による制御2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅康, 平田 光男
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 63 ページ: 118-123

    • NAID

      130007706801

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] PWM型入力系の周波数整形型終端状態制御に関する一考察2019

    • 著者名/発表者名
      瀧澤 侑也, 鈴木 雅康, 平田 光男
    • 学会等名
      日本機械学会 情報・知能・精密機器部門 講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Final-state control of a motion control system with energy storage mechanism2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsuo Hirata, Masahiro Fukuda, Masayasu Suzuki
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Motion and Vibration Control
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial state perfect tracking control of PWM-type input systems2018

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Suzuki, Mitsuo Hirata
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PWM型入力による不安定零点の安定化に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      爲國 康太, 平田 光男, 鈴木 雅康
    • 学会等名
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多自由度PWM型入力を用いた厳密線形化の零配置に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅康, 爲國 康太, 平田 光男
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PWM型入力によるXステージの完全追従制御2017

    • 著者名/発表者名
      薄井竣介, 鈴木雅康, 平田光男
    • 学会等名
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 高次PWM型入力系の厳密線形化:入力値集合の特性2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅康, 平田 光男
    • 学会等名
      第59回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 低サンプリングレートPWM型入力系の厳密線形化:正パルスのみを用いた制御系設計2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木 雅康, 平田 光男
    • 学会等名
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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