权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Exploring Innovative Self-Driven Adaptive Control Mechanisms for Improving and Band-Widning of Vibration Power Generation

探索创新的自驱动自适应控制机制以改善和拓宽振动发电

基本信息

批准号：
21H01349
负责人：
山本茂
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01349/
关键词：
振動発電適応制御

项目摘要

本研究課題の対象は，環境に存在する持続振動を利用する振動発電であり，研究目的は，振動発電の実用化で必須となる常時最適化を実現する適応制御機構を開発することにある。発電効率を最大化することは振動発電の実用上とても重要である。研究代表者は，矩形波摂動信号を用いた極値探索制御法を開発し，振動発電デバイスの可変キャパシタンスの自動調整に適用し，強度が異なる減衰振動が断続的に加振される状況下でも同じ状況が長時間持続すれば発電効率が向上することを確認し，その内容を学術論文誌に公開した。研究分担者らは，極値探索制御の収束性解析の知見よりローパスフィルタに基づく極値探索制御の構成法を提案した。加えて，磁歪式振動発電デバイスの蓄電機構に半波倍電圧整流回路を採用し，電気・構造連成系の構造モデルを単一自由度の減衰振動系と仮定して，構造系に加速度加振を与えた場合の動特性を数学モデルで表現した．本モデルを用いて，デバイス動特性に応じて蓄電時間を短縮するための蓄電容量パラメータの最適値を探索するシステムを開発し，数値計算と実験によってその妥当性を示した．また，高効率化された振動発電のIoT応用における有効性を示すことを目的として，低電圧電力で動作するLPWAN規格の無線通信モジュールの試作、評価を実施した。さらに，研究代表者が提案している矩形波摂動信号を用いた極値探索制御の圧電式振動発電のメカニカルスイッチへの実装方法の検討と実験評価設備の構築を行った。

The purpose of this study is to optimize the development of an appropriate control mechanism for the application of vibration generation. It is important to maximize the efficiency of vibration. The research representatives have developed a method for the control of rectangular wave motion signals, and have confirmed the application of automatic adjustment of vibration transmission parameters to the same conditions under different intensities, reduced vibration, and interrupted vibration conditions. The contents of this method have been published in academic papers. The researcher proposed a new method for analyzing the structure of extreme value exploration control. In addition, the half-wave voltage multiplication rectifier circuit is adopted in the storage mechanism of the magnetic vibration transmission system, and the structure of the electric structure is connected with the structure of the damping vibration system with a single degree of freedom. This paper discusses the application of the method to the dynamic characteristics of the battery, the shortening of the storage time, the optimization of the storage capacity, and the development of the calculation method. The test and evaluation of the wireless communication network of the LPWAN specification for high efficiency vibration transmission and IoT applications are carried out for the purpose of low voltage power operation. In the meantime, the research representatives proposed to explore the application of rectangular wave dynamic signal to control the piezoelectric vibration transmission and to investigate and evaluate the construction of equipment.