これまでの研究経過

(1)多出力DC-DCコンバータに関する研究

 多出力電源システムの構成および制御に関する解析結果を公表し,高い評価を得ました。

(2)太陽電池電源システムに関する研究

 電源システムの構成および最適動作点追尾に関する検討結果を公表し,高い評価を得ました。

(3)ディジタル制御方式DC-DCコンバータに関する研究

 世界に先駆けて高周波でスイッチング動作するDC-DCコンバータにディジタル制御を施すことを提案し,未来型の電源の制御方式として注目を浴びました。また,温度補償・監視回路や電流の情報によりフィードバックゲインを切り替える機能などの検討により高性能化を指向しました。

(4)DC-DCコンバータの過電流制限モードにおける動特性の解析

 過電流制限モードにおける動特性の改善のための設計指針の明確化および新しい回路方式の提案を行いました。また,電流モード形DC-DCコンバータの過電流制限モードで生じる特有の現象である電流暴走現象の解明を行い,今までの解析の誤りを指摘し,高い評価を受けました。

(5)共振形DC-DCコンバータの動作解析に関する研究

 高周波スイッチング動作実現のための共振形DC-DCコンバータの実回路に即した動作解析および設計指針の確立により,高効率な電源が設計できることを明らかにしました。また,その解析手法を入力力率対応の回路と出力側の高周波共振形インバータを共通のスイッチで構成した複合回路方式の照明用電子安定器に応用し,蛍光灯機器の小型化と入力力率改善に寄与しました。

(6)大型産業用ロボットシステムの制御に関する研究

 可搬重量1トンの大型産業用ロボットをマスタスレーブ動作で制御して研削グラインダーに用いるシステムを開発しました。

(7)高速カラー画像処理システムに関する研究に従事

 長崎県工業技術センターと共に魚種認識を目的として,高速動作のDSPをさらに並列構成にした高速カラー画像処理システムを開発しました。このシステムは高い評価を受け,論文発表した平成7年(1995)の第26回画像工学コンファレンスにおいて優秀ポスタ賞を受賞しています。

(8)電気車両用高電圧大電力電源に関する研究に従事

 本来,数十Wで動作する昇降圧形DC-DCコンバータを210kVA級の電気車両用補助電源に用いる回路の動作解析とシステム構成を担当し,その実現の可能性を明らかにした。それを基に実用化され,山手線を始め,大阪の私鉄や福岡の地下鉄等で運行されています。

(9)高速知的ディジタル制御のDC-DCコンバータへの適用に関する研究

 1MHzで動作する超高周波の電力変換器にも対応できるディジタル制御回路の提案,モデルを用いた知的な制御方式の提案,ディジタルフィルタを用いた方式の問題点の指摘と解決策の提案等によりディジタル制御およびディジタル信号処理技術の電子機器用スイッチング電源への応用分野の研究をリードしています。
米国のCPU ICの生産企業はLSI内に電源を取り込むためにアナログ制御ICと同程度に安価なディジタル制御ICの採用を最重要課題視しています。それを契機に,全ての電源の制御回路がディジタルIC化され,さらに高周波スイッチングの導入により,小型化が一気に進もうとしています。それに対応できる高速で知的な方式を示しています。

(10)力率改善回路システムに関する研究

 照明用電子安定器や一般の電子機器の入力力率の改善のための回路を提案・解析した。対象とした方式としては,力率改善と出力安定化の機能を共通の半導体スイッチに集約した複合回路方式やDC-DCコンバータを組み合わせて部分平滑を実現させた回路方式,ソフトスイッチング対応方式,入力範囲が広いワールドワイド対応方式の開発等があります。

(11)モデルベースデザイン設計に関する研究

 電力プラント,車載エネルギーシステムおよび空調(チラー)システムの設計・製作・検証の一連の業務の改善のためのモデルベースデザインによる設計手法の開発を行っています。MATLAB/Simulinkで対象システムをモデル化し,モノと制御が双方向に確認できる試作レスを実現しています。これによって,開発時間の短縮と開発コストの低減が期待できます。

(12)エネルギーマネジメントに関する研究

 災害の多いわが国では,総合病院や中規模クリニックで災害時の電源確保が重要になっており,既存の非常用発電機に,再生可能エネルギー由来の電源を組み合わせた電力システムのエネルギーマネジメントの開発を行っています。人工知能(AI)を用いた負荷の予測や導入する蓄電池の最小化設計,数理計画法や遺伝的アルゴリズム(GA)を用いた非常用発電機の燃料消費を最小化する最適化運用の研究・開発を行ってきました。これらの成果は,Virtual Power Plant (VPP)の研究に発展しています。

(13)AIを用いた再生可能エネルギーシステムに関する研究

 太陽光発電を導入した大規模病院における再生可能エネルギーマネジメントのためのAIシステムを開発しました。このシステムは天候データや運転データから自動的に最適な電源構成や運転パターンを求め,ライフサイクルコストの最小化や経済コストと環境コストのトレードオフを図ることが可能です。