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

Material type: 文書・図像類

Author: 山本, 茂ほか

Publisher: -

Publication date: 2019-12-27

Material Format: Digital

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NDC: -

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Note (General)：: 金沢大学フロンティア工学系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．まず，振動発電システムの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...

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Material Type: 文書・図像類
Title: 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
Author/Editor: 山本, 茂
Yamamoto, Shigeru
Author Heading: 山本, 茂
Yamamoto, Shigeru
Publication Date: 2019-12-27
Publication Date (W3CDTF): 2019-12-27
Alternative Title: Optimal Design and Real-Time Optimization of Vibrational Power Generation System Enabling Long-Life Bio-Logging
生物ナビゲーションのシステム科学
Systems Science of Bio-navigation
Periodical title: 平成30(2018)年度科学研究費補助金新学術領域研究(研究領域提案型) 研究実績の概要 = 2018 Research Project Summary
No. or year of volume/issue: 2017-04-01 – 2019-03-31
Volume: 2017-04-01 – 2019-03-31
Pages: 1p.-
Text Language Code: jpn
Subject Heading: 制御工学
振動発電
Target Audience: 一般
Note (General): 金沢大学フロンティア工学系
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．まず，振動発電システムの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によって検証した．特に，機械的インピーダンスと負荷側の電気的インピーダンスを極値探索制御で実時間調整し発電効率が改善できることを確認した．さらに，複数の周波数成分を有しその周波数が時間変動する合成正弦波加振や歩行による加振波での出力電力量を増加させる手段としての極値探索制御の有効性を数値シミュレーションによって検証した．電気的インピーダンスの調整はDC-DCコンバータのデューティ比によるものと可変キャパシタによるものがあり，双方を試した結果，可変キャパシタを調整することによって電気エネルギーへの変換効率を改善する方法で研究を進めることとした．特に，加振周波数，キャパシタ容量，および整流器のキャパシタに蓄えられる電荷の関係を調べ，整流器のキャパシタに蓄えられる電荷を増加させる手段として，極値探索制御が有効であることを数値シミュレーションによって検証した．単一加振周波数での振動発電システムの出力電圧最大化を可変キャパシタの極値探索制御による調整で実現できることを数値シミュレーションで示した．
研究課題/領域番号:17H05974, 研究期間(年度):2017-04-01 – 2019-03-31
DOI: 10.24517/00059797
Access Restrictions: 限定公開
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