発見

スマートエレクトロニクス研究室研究グループ

以下の4つのグループに分かれて研究を行っています。

Group １：コンバータ単体に関するテーマ

  1. DC-DCコンバータの高周波化（1MHｚ～30MHｚ）とそのディジタル制御
    超高密度化電源の実用化が目標。
  2. ディジタル制御を用いたコンバータの故障予測
    特別な計測装置を付けなくても電源の故障予測が可能。
  3. AIを用いたコンバータ特性の改善
    環境条件が大きく変化する際にも常に安定動作が可能な設計と制御則の開発。
  4. 共振形コンバータの特性解析と開発
    LLCコンバータ，ソフトスイッチングコンバータの設計と応用
  5. 電流モードコンバータの応用
    ゲイン切替方式と共にPOL電源へ適用し，高速応答電源の開発
  6. AC―DC コンバータの小型・高集積化
    電流を検出することなく，予測することで高効率化，それに基づく小型化と高集積化を実現。

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Group ２：コンバータ関連システムに関するテーマ

  1. 直流給電のためのコンバータおよびその制御
    バッテリーを直接接続しているためにLVDCバスに接続された入力電圧変動範囲が広いコンバータの安定動作，小型化等についての検討と対策。
  2. 再生可能エネルギー源を接続した場合のLVDCバスの安定化
    太陽電池のコンディショナーやコンバータ，充電器，バッテリを多数接続したシステムの課題の整理と対策。
  3. LVDCバスとバッテリ充放電用双方向性コンバータの最適化
    LVDCバスに双方向性コンバータを介してバッテリを接続した場合の双方向性コンバータの制御則，最適な設計，システムの最大効率を得るためのエネルギーマネージメント，DCバスの安定化等について検討。
  4. AIを用いたシステム設計およびエネルギーマネージメント
    システム全体の効率を上げるための太陽電池，コンディショナー，バッテリー，エンジンの容量や台数の最適設計および運用則の検討
  5. プラグイン車載用バッテリシステムの充電制御
  6. 衛星用電源システムの最適組合せ

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Group ３：電子制御コントローラ

  1. FPGAによる制御コントローラの開発
    CPUに較べて10倍高速で，消費エネルギーは1／10で済み，バージョンアップも容易なFPGAによる制御用コントローラの開発。
  2. FPGA制御コントローラによる機能安全の実現
    CPUよりもFPGAを用いることで機能安全を高めることを検討。
  3. AIによるFA装置のオートチューニング
    FA装置の設定や設置時の調整をAIにより自動で行うための開発。

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Group ４：システム

  1. モデルベース開発
    電力システム，車載エネルギーシステムおよび空調(チラー)システムにモデルベース設計を適用。
  2. エネルギーマネジメントシステム(EMS)の開発
    AIで負荷を予測，発電設備の運用の最適化や導入するバッテリの最小化設計を検討。
  3. Virtual Power Plant (VPP)
    再生可能エネルギーを使った電力システムの制御手法や運用手法を開発。また，ディマンドレスポンスに柔軟に対応するため制御システムを開発。
  4. AIを用いたエンジニアリングプラットフォーム
    モジュラーデザインのためのモデル化，それを用いたシュミレーションベースでの設計およびその結果をそのまま実機に移行するスマート設計・生産体制を目指したエンジニアリングプラットフォームの開発。

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以上を踏まえ、学生は以下の2つのグループに分かれて研究しています。

Group １：ディジタル電子・制御回路グループ

ディジタル電子回路，アナログ電子回路，電子デバイス，制御理論，高速ディジタル信号処理およびAIの技術を駆使したパワー・コンバータ（電力変換器）の開発研究グループ

  • AC-DC/DC-DCコンバータ
  • AIによるスマート制御コンバータ
  • システム電源

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Group ２：システム制御グループ

エネルギーが安心・安全に行き渡り住みよい社会を作るためにスマートグリッド，VPP(仮想電力発電所)技術等の開発研究を行うグループ

  • AIを用いた再生可能エネルギーシステムに関する研究

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　以上のように本研究室では，電子情報化社会において重要と考えられる技術の内，電子制御とシステムに関する研究を行っています。このため，ディジタル電子回路，アナログ電子回路，電力変換回路，さらにはディジタル信号処理，AI，システムまでと電気電子工学科の学生でなくては消化しきれない非常に広範囲な電子情報関連のテーマを扱っています。