茨城大学大学院理工学研究科 電気電子システム工学専攻

電磁アクチュエータ研究室

日本語

Electromagnetic Actuators Laboratory, Ibaraki University

Research interest Poster (written in Japanese)

Control of Linear Oscillatory Actuators (LOAs)

Linear oscillatory actuators have been used in a wide range of application such as electric shaver, linear compressor, and haptic device. LOAs are small and light. They can reciprocate at high frequency (about 200Hz). Moreover, they can utilize mechanical resonance and achieve high-efficiency drive. We are studying on the sensorless drive of estimating LOA's external load and electro/mechanical resonance.



Multi-degree-of-freedom electromagnetic actuators

一台で多自由度の動作(直動*3,回転+直動,回転*3など)を実現できる多自由度電磁アクチュエータが提案されており,その応用が期待されています. 駆動方向が拡張されることにより,コイルの配置・相数・可動部の磁石配置など様々な設計パラメータを考慮しなければなりません.また,複数方向に同時に駆動した場合に 干渉が発生することがわかっています. 多自由度電磁アクチュエータの構造提案や設計パラメータの最適化だけでなく,干渉を最小限にできる新しい制御法やモデリングを研究しています.



受動的変化を利用した可変特性磁気ダンパ

自動車のエンジンが発生させるトルクには,脈動成分が含まれており,その影響がドライブシャフトなどの駆動系に振動や音として現れます. このねじり振動の周波数はエンジンの回転数とともに変化するため,一般的な動吸振器では十分に振動を除去することができません. そこで,遠心力の大小に応じて磁気回路が変化し,結果として磁気吸引力によるばね成分が可変になるような磁気ダンパを研究しています. 外部からエネルギーを注入することなく,振動を除去できる省エネルギーなデバイスを目標としています.



結晶格子の振動モデルを応用した新原理モータ

多数の質点と非線形なばねを結合した力学系において,非線形局在モードと呼ばれる特殊な振動モードが生じることが固体物理学の分野で発見されました. 振動エネルギーの局在や移動,分裂など興味深い性質を示すことから,様々なスケールでの工学的応用が盛んに研究されています. 結晶格子のようなミクロスケールではなく,モータのようなマクロスケールで非線形局在モードを応用し,これまでとは全く異なる原理で動作できる 特殊なモータを提案することを目指しています.



アクチュエータシステムへの機械学習の応用

画像処理や音声認識,自動翻訳などの分野で人工知能などの活用が盛んになっています. 制御パラメータの調整,モータ負荷の故障予兆診断や劣化診断,モータ開発設計期間の短縮化など,電気機器の分野にも機械学習が徐々に適用されてきています. 機械学習を用いて,アクチュエータのゲインをアダプティブに調整する制御法や,アクチュエータ負荷の劣化や故障を,アクチュエータ内の内部情報のみで推定する 技術について研究しています.