The realization of the high efficient wave power generation using high thrust density linear motor based on the regenerative power maximization

基于再生功率最大化的高推力密度直线电机高效波浪能发电的实现

基本信息

批准号：
20K14717
负责人：
小山昌人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和4年度では１．スパイラルモータ新試作機の固定子巻線製作，製作難度低減のための治具作成，2．海洋波周波数変化に応じたパラメータ切替での瞬間的な効率低下抑制制御手法，３．エンコーダ等の観測誤差，ノイズによる影響，相補感度関数を抑制しながらも運動制御性能を保持するための制御器設計，を実施した．１．前年度より巻線配置を改善し，コイル巻き数を12から13としたほか，巻線損傷の原因となる固定子角部を避けられる巻線用治具を製作した．これらにより実機製作難度は低下し，1層分のみだが電磁界解析と実機のインダクタンス値がほぼ等しくまた従来より増加させることに成功した．しかし，最終層付近で損傷による短絡が発生したため，固定子の根本的な構造から見直すこととなった．２．波周波数に応じてスパイラルモータ機械特性を見かけ上変更する機械アドミタンス制御のパラメータ変更法を検討し仮想機械モデル計算の修正により効率改善が出来たが，パラメータ変更による指令値の不連続変化も影響を与えていると判った．そのため，回生効率最大化のための仮想機械モデルと制御器間に新たに不連続変化を抑制する手法を提案，解析解，数値解より定常状態の効率に影響を与えずに切替時の効率改善できることを確認した．３．前年度に設計した最適力制御・磁気浮上同時最適制御系について，相補感度関数が高周波領域において高くセンサ観測誤差の影響が大きいことが分かったため，感度関数の理論解析を行った．現在の条件では観測誤差に対する相補感度関数が10~500rad/sの帯域において従来法より低いが最大感度（いずれも1000rad/s付近）は5dB程度高くなるとわかった．本年度は状態推定器を導入し最大感度を従来法と同等にした．これらの成果について査読付き国際会議2件，査読なし国内会議・研究会3件で発表している．実績3については今後発表を行う予定である．

1 in 2022. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 3. A method for controlling通过响应海浪频率变化而切换参数来降低瞬时效率抑制；进行了控制器设计，以保持运动控制性能，同时抑制编码器的观察误差，噪声的影响和互补的灵敏度功能。 1。绕组的安排比上一年有所改善，线圈绕组的数量设置为12至13，我们还制造了一个绕组夹具，可以避免造成缠绕损坏的定子角。这减少了实际机器产生的难度，尽管仅使用了一层，但电磁场分析和实际机器的电感值几乎相等，并且在增加常规模型方面也成功了。但是，由于损坏而导致的短路发生在最后一层附近，并审查了定子的基本结构。 2。我们已经检查了一种改变机械接收控制参数的方法，该方法会改变螺旋电动机对波频率的机械性能，并通过修改虚拟机模型计算来提高效率，但发现由于参数变化而导致的命令值的不连续变化也有效果。因此，我们提出了一种新方法，以抑制虚拟机模型和控制器之间的不连续变化以最大化再生效率，并确认可以提高开关效率，而不会使用分析和数值解决方案影响稳态效率。 3。对敏感性函数的理论分析是针对上一年设计的最佳力量控制和同时设计的最佳控制系统的，因为发现互补灵敏度函数在高频范围内很高，并且传感器观察误差很大。在当前条件下，观察误差的互补灵敏度函数低于10至500 rad/s的频带，而最大灵敏度（均约为1000 rad/s）高约5 dB。今年，引入了州估计器，以使最大敏感性等效于常规方法。这些结果已在两个经过同行评审的国际会议和三个未经审查的国内会议和研究小组中提出。表演3将来将宣布。

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The Study for Maximizing Regenerative Efficiency Control in Wave Power Using Helical Motor Under Frequency Fluctuation

频率波动下螺旋电机波浪能再生效率最大化控制研究

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
Proceedings of the 9th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2023)
影响因子：
0
作者：
Youngwoo Kim;Daisuke Fujimoto;Yuichi Hayashi;Ryosuke Kihira and Masato Koyama
通讯作者：
Ryosuke Kihira and Masato Koyama

スパイラルモータの位置/省電力磁気浮上同時最適制御系を基にした力最適制御系

基于螺旋电机位置/节能磁悬浮同步优化控制系统的力优化控制系统