• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

長寿命バイオロギングを可能にする振動発電システムの最適設計と実時間最適化

公募研究

研究領域生物ナビゲーションのシステム科学
研究課題/領域番号 17H05974
研究機関金沢大学

研究代表者

山本 茂  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (70220465)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード制御工学 / 振動発電
研究実績の概要

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.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (9件)

  • [学会発表] 動発電システムの固有周波数変動による発電量低下を補償する極値探索制御を用いた実時間発電量最大化2020

    • 著者名/発表者名
      目黒 誉之, 武 達也, 山本 茂, 上野 敏幸
    • 学会等名
      2019年度 計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会シンポジウム
  • [学会発表] 複数周波数加振下での振動発電システムの可変キャパシタンスによる出力電力最大化2020

    • 著者名/発表者名
      武 達也, 目黒 誉之, 山本 茂, 上野 敏幸:
    • 学会等名
      2019年度 計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会シンポジウム
  • [学会発表] 振動発電システムの可変キャパシタンスによる共振周波数調整と極値探索制御による出力電力最大化の検討2019

    • 著者名/発表者名
      武 達也,目黑誉之,山本 茂,上野敏幸
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] 振動発電システムの機械パラメータ変動に対応する可変キャパシタの自動調整2019

    • 著者名/発表者名
      目黒 誉之, 武 達也, 山本 茂, 上野 敏幸
    • 学会等名
      2019年電気学会電子・情報・システム部門大会
  • [学会発表] 振動発電システムの可変キャパシタンス自動調整による出力電力最大化2019

    • 著者名/発表者名
      武 達也, 目黒 誉之, 山本 茂, 上野 敏幸
    • 学会等名
      2019年電気学会電子・情報・システム部門大会
  • [学会発表] 振動発電システムの極値探索制御を用いた加振周波数変動下における出力最大化2019

    • 著者名/発表者名
      武 達也, 目黒 誉之, 山本 茂, 上野 敏幸
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
  • [学会発表] 振動発電システムの固有周波数変動に対応する極値探索制御による実時間発電量最大化2019

    • 著者名/発表者名
      目黒 誉之, 武 達也, 山本 茂, 上野 敏幸
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
  • [学会発表] 極値探索制御を用いた磁歪式振動発電デバイスの出力電力最大化の試み2019

    • 著者名/発表者名
      武 達也, 目黒 誉之, 山本 茂, 上野 敏幸
    • 学会等名
      計測自動制御学会東北支部55周年記念学術講演会
  • [学会発表] 振動発電システムの機械パラメータ変動に対する極値探索制御による実時間電力最大化2019

    • 著者名/発表者名
      目黒 誉之, 武 達也, , 山本 茂, 上野 敏幸
    • 学会等名
      計測自動制御学会東北支部55周年記念学術講演会

URL: 

公開日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi