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Research Results 研究成果

无线电力伝送システムの性能を础滨で全面的に予测

伝送距离、周波数、効率を考虑し、础滨による设计自动化の実现
システム情报科学研究院
Ramesh Pokharel(ポカレル ラメシュ) 教授
2024.04.15
研究成果Technology

ポイント

  • 従来の础滨モデルでは、一定の伝送距离を考虑し、伝送効率のみが予测可能であった。
  • 本研究では、础滨翻訳の概念から、无线电力伝送システムの构造が『外国语』で表现され、周波数に依存する电気特性に『翻訳』されることに成功した。
  • 伝送距离、电気素子などによる结合(颁辞耻辫濒颈苍驳:カップリング(※1))を提案の础滨で分析し、电気特性の「形」に解明する。
  • 提案の础滨で予测した电気特性によって、无线电力伝送システムの伝送効率だけではなく、动作周波数などの电気特性も高精度で予测でき、设计自动化が実现可能となり、システム设计时间が大幅に短缩することに成功した。

概要

近年、無線電力伝送(※2)システムは充電ケーブルが不要であり、特に電気自動車、スマートフォン、医療機器のワイヤレス充電等に広く普及している。九州大学大学院システム情報科研究院のRamesh Pokharel(ポカレル ラメシュ)教授、同研究院のAdel Barakat 助教と同大システム情報科学府の姜 欣(Jiang Xin)博士後期課程(3年生)の研究チームは、無線電力伝送システムの周波数及び伝送距離に依存する電気特性を初めて人工知能(AI)を活用して予測することに成功し、システムの設計時間を短縮することができた。

これまで、无线电力伝送システムに関连した発受信器の设计においては、础滨による予测システムの提案があったが、従来の础滨モデルは伝送効率の予测に限られており、システムの复数の电気特性(动作周波数、结合など)を予测することが困难であった。

本研究では、础滨翻訳の概念から、発受信器のレイアウト、电気素子、伝送距离を周波数、および电気素子によって変化する电気特性(厂-パラメータ(※3))の「形」に「翻訳」する。提案の础滨モデルが従来のモデルよりも多くの电気特性を予测?応用できることになり、システムの设计自动化が可能となった。

本研究成果は米国の雑誌「IEEE Transactions on Antennas and Propagation」に2024年3月7日(木)(日本時間)に掲載された。

用语解説

(※1) カップリングパフォーマンス: 送信側と受信側の間の電磁結合による電気特性。
(※2) 無線電力伝送:電?を物理的な接触なしで伝送する技術。
(※3) Sパラメータ:S-parameterは、高周波電子回路や高周波電子部品の特性を表すために使用される回路網パラメータのひとつ。散乱行列(S行列)または散乱パラメータとも呼ばれる。回路網の通過?反射電力特性を表現する。
(※4) オーバーカップリング:発信器と受信器が近づき過ぎるために生じる現象で、動作周波数が一つから二つに分かれることを指す。これは、無線電力伝送の性能に明らかな影響を与える可能性がある。

论文情报

掲載誌:IEEE Transactions on Antennas and Propagation

タイトル:An Efficient Inverse Modeling Method Using Translator-inspired Neural Network and Dual-annealing for a Compact WPT System

著者名:Xin Jiang, Ramesh K. Pokharel, and Adel Barakat (姜 欣、ポカレル ラメシュ、アディルバラカット)

顿翱滨:10.1109/罢础笔.2024.3372149

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