新入生ガイダンスを実施

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

後期開始に先立って、改めて工学部 新入生ガイダンスを対面で実施しました。マスク着用、短時間、教室分け、間隔を空けるなどの新型コロナウィルス対策をとった上での実施です。

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大山学長(写真左)、山下工学部長(写真右)からのお話の後、電気電子工学科ではフレッシャーズゼミごとに別教室で実施しました。

後期は対面とオンラインが混在する形での講義実施となります。特に1年生は対面の割合が多くなっています。学習面だけでなく、様々な面でキャンパスライフを再スタートし、楽しみながら学ぶことができると期待しています。

「プログラミングなしではじめる人工知能」を出版しました

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

9月下旬に書籍「プログラミングなしではじめる人工知能」が販売開始となります。

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これは私の単著での2冊目となります。この本はタイトルにあるようにプログラミングをしないで、人工知能(AI/機械学習)を試せますよ、ぜひ試してみましょう、それはこんな風にできますといった内容・趣旨になっています。

人工知能を何かの目的で試すと言うことを目標に、Microsoft社のAzure Machine Learning Studio(classic)を用いて基本的なデータ操作を一通り紹介しています。

人工知能を用いたデータ処理は私が多くの産学共同研究で取り組んでいるインフラIoTでも重要な位置づけとなっています。この本はそういったAI活用の実践を通じて得た知見から、人工知能を試行するために必要な事柄を網羅したつもりです。これが研究成果の社会還元となれば幸いです。

電気学会モータドライブ研究会で学生が3件の発表

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

4年生の川村君、修士の若佐君と平山君の3名が、91,2日に開催された電気学会のモータドライブ研究会で、研究成果を発表しました。当日はオンラインでの学会発表となり、100名を超える聴講があり、活発な質疑応答が行われました。

電気学会では、例年8月下旬から9月上旬にかけて、部門大会が開催されてきました。しかしながら、今年度はコロナ禍の影響もあり、産業応用部門大会は中止となりました。これに代わる学会として、産業応用部門が主催する研究会が9月1日、2日にオンラインで開催されました。

高木研究室からは、以下のようなタイトルで4年生の川村君、修士の若佐君と平山君が、発表を行いました。

  • 川村 卓:最適化アルゴリズムを組み込んだEVカート用モータの動作特性
  • 平山 祥悟:直流励磁リラクタンスモータ発電特性の電磁解析
  • 若佐 裕太:最適化アルゴリズムの永久磁石同期モータの定速度制御への適用

当日の会議は、Zoomを用いてオンラインで実施され、発表の後、チャットで質問の意思表示を確認し、座長が指名する形式で行われました。オンラインには100名を超える聴講があり、3名とも今後の研究に有益な質問を受けました。コロナ禍で、当面はオンラインでの学会が主流となり、それに慣れておく必要があります。今後の研究方針のヒントが得られ、オンライン学会を体験でき、有意義な研究会参加となりました。

*写真は、オンライン接続を確認するリハーサル

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予備審査会オンライン実施の裏側

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

先日、様々な安全策をとった上で工学研究科サステイナブル専攻の予備審査会(中間発表会)をオンラインで実施しました。このオンライン実施の準備と運営を担当したのですが、いささか苦労しました。

当日は2会場の状態をモニタリングしながら、他の運営委員や運営補助アルバイト学生と連絡をとりながら、自分が主査・副査として担当する学生の発表も当然あります。

この業務を3台のPCとタイマーを使用してなんとか乗り切りました。1台のPCで2つの会議に参加すると、個別にマイクのON/OFFすることは簡単ですが、スピーカーからの音を簡単には個別に調整できません。そこで2台のPCでそれぞれ別会場に接続して音量を調整しました。更にもう1台でその他の連絡をとりました。間違っても主査・副査を担当する発表に間に合わないことがないように、すべてタイマー設定しておきました。全体的にあまりスマートではありませんが...。

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そのおかげで?ほぼすべての発表を「見ました」。いろいろな内容・ツール・分析・発表スライド形式があってたいへん参考になりました。

予備審査会全体としても、結果として大きなトラブルもなく完了できました。これは他の運営委員や運営補助アルバイト学生の皆様のおかげです。この場を借りて御礼申し上げます。

後期の時間割が決まりました〜実験・演習を中心に対面授業を行います〜

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、エネルギー応用研究室の高木です。

2020年前期授業が終わり、授業形態を含め後期の時間割を決めました。後期は、新型コロナウィルスの感染リスクへ配慮しながら、実験、演習、数学科目を中心に、対面授業を行います。

前期授業は、新型コロナウィルスの感染拡大を受け、6月まではすべて遠隔(オンライン)授業となっていました。緊急事態が解除され、新規感染者が減少したことから、7月から実験を対面授業で行ってきました。1年生、2年生、3年生ともに、感染対策をとりながら、1週間に1~2日のペースで、対面で実験を行いました。

緊急事態でない現状が維持されるとして、後期授業の授業形態、時間割を決めました。遠隔授業、対面授業、それぞれの良いところを考慮し、電気電子工学科では、実験、演習、数学系の科目で対面授業を行います。実験は、自分の手を動かし、実物に触れることが重要です。演習や数学は、与えられた問題に対し、指導を受けながら解くことで学習効果が高まります。

対面授業を実施するに当たっては、三密を避け、飛沫感染を避け、アルコール消毒を実施し、感染防止に努めます。後期授業は、各学年とも週2~3日大学に来て、対面授業を受ける時間割なっています。対面授業と遠隔授業で、キャンパスライフも体験しながら学習できることを期待しています。

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「エンジニアの悩みを解決 パワーエレクトロニクス」が出版されました

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こんにちは、エネルギー応用研究室の高木です。

2年ほど前から執筆を始めた著書「エンジニアの悩みを解決 パワーエレクトロニクス」が完成し出版されました。卒業課題や大学院での研究活動に活用します。

パワーエレクトロニクス(略してパワエレ)は、電気エネルギー(パワー)をパワーデバイスと電子回路(エレクトロニクス)で制御する技術体系です。スマホの充電器、太陽光発電、電気自動車など、あらゆる電気電子機器に使われています。2年前に出版した「これでなっとく パワーエレクトロニクス」では、パワエレ回路とモータ駆動、計測技術の入門編を取り上げました。この本は、分かり易いということで、続編を希望する意見をいただきました。

そこで、パワエレ技術を構成するもう一つの大きな技術体系である「パワーデバイス」と、最も注目されている応用分野の「電気自動車」について取り上げました。執筆は、パワーデバイスを高木が、計測を岩崎通信(株)の長浜先生が担当しました。電気自動車関連につきましては(株)パワーエレアカデミーの服部先生(執筆当時)に取りまとめていただき、名古屋大学の今岡先生、長岡モーターディベロップメント(株)の佐藤先生、KOA(株)の平沢先生、ルビコン(株)の向山先生に執筆協力いただきました。

電気自動車の章を充実させるため、2019年の3月には奈良県にある(株)パワーアカデミーで、研究室修士1年の平山君にも協力してもらい、ハイブリッドカープリウスの動作特性の測定、解体調査も行いました。コンデンサ、インダクタンス、抵抗については、メーカの先生に執筆いただき、原理から設計手法までを記載した実用的な内容としました。卒業課題や大学院での研究活動で、広く活用していきます。

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トルクメータの導入でモータ機械的評価・検証の研究を加速します

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

高木研究室では、モータ性能を正確に測定するための計測機器を揃えています。電気系測定器のラインナップが一通り揃ったのに続き、モータの機械的性能で最も重要なトルクを測定するトルクメータを導入し、測定用ワークベンチを完成させました。

電気自動車(EV)に使われる永久磁石同期モータの制御や、風力発電への適用が期待される低コストなSRモータの性能向上の研究には、次の3つの計測設備・解析ソフトが必要です。

  1. 電気系測定ツール:オシロスコープ、電力アナライザ、インピーダンスアナライザ・・・
  2. 解析ソフト:回路、制御解析、熱気流解析、電磁界解析・・・
  3. 機械系測定ツール:トルクメータ、回転計、サーモビュワー・・・

2015年に東京工科大学に着任して以降、1. の電気特性を正確に測定するツールの導入を始め、2018年度までに必要な計測装置が揃いました。2. の解析ソフトとしては、回路シミュレータPSIMから導入を始め、制御解析MATLAB、熱解析ソフトSTREAM、電磁解析ソフトJMAGと導入し、モータの研究開発に必要な解析ソフトが揃いました。

そして、2020年に入って、モータの機械特性として最も重要な性能となるトルクを測定するトルクメータ導入について検討を始めました。2020年3月に測定装置メーカからの説明を受け、4月には測定装置のデモ動作を確認する予定でした。残念なことに、コロナ禍による緊急事態で伸び伸びとなっていましたが、6月に測定装置を東京工科大学に送ってもらい、オンラインで説明を受け、導入を決めました。7月末に装置が納入され、測定用のワークベンチも完成しました。

研究室で提案・検討している制御方式の効果検証に、早速、活用を始めました。今後、この測定装置を使うことで、モータ制御・性能向上の研究を加速できると確信しています。

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前期の講義動画は82本となりました

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

この前期は新型コロナウィルス対策で講義の多くをオンライン化しました。私の担当範囲では、できるだけキャンパスにいるときと同じ体験ができるように、動画資料の作成に力を入れました。

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振り返ってみたところ、この期間に公開した講義用の動画は合計で82本ありました。実験の1シーンだけのとても短いクリップもあれば、講義説明をまるまる納めた動画もあります。平均すると2、3日に1~2日(指摘を受けて再計算したところもう少し頻繁でした)で1本の動画を掲載してきたようです。合計視聴回数は8000回を超えたところで、これは学科の所属学生数を考えるとちょうどぴったりの数だと理解できます。

一部の授業では学生の皆さんからの投稿動画を授業動画に組み込むことにを試みました。投稿してくれた皆さん、ありがとうございました。

苦節3年!電気自動車用モータのベクトル制御を研究する装置が稼働

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の高木です。

2017年度から4名の卒研生の卒業課題を通して立上げてきたモータ制御の実験装置PE-Expert4が稼働し始めました。電気自動車の制御方式として使われているベクトル制御の実証実験を本格的に始めました。

電気で回転するモータにはいくつかの種類がありますが、現在、最も注目されているのが永久磁石同期モータ(PMSM)です。制御性に優れ、高効率であることから電気自動車やエアコン用モータとして使われています。PMSPの駆動回路では、現在の回転状態をモニタし、次の動作をインバータに指令する最新のベクトル制御が使われています。こうした制御に必要なハードウェアとソフトウェアの研究開発するのがPE-Expert4です。

高木研究室では、2017年から卒研生がこの装置の立上げと研究を始めました。最初にトライした安藤君は、装置を段ボールから出して机に並べて配線を試みましたが、ソフトの研究に興味が移り、制御シミュレーションを卒研テーマとしました。2018年の岩田君は、半年間かけて配線を終え、制御信号が出力されるところまで進めました。後半には、評価用ソフトを使って回転状態のモニタ信号が得られるようになりました。装置ハードの特性評価を研究テーマとしました。2019年の石田君は、評価用ソフトをもとに、モータを回転させるベクトル制御ソフトの研究開発にトライしました。そして、卒研終了間際に、ベクトル制御でPMSMを回転させることに成功しました。

こうして稼働し始めたPE-Exper4でしたが、保護回路が過剰に働き、すぐに停止するという問題点がありました。2020年の平野君は、定格容量が5kWのインバータを9kWのインバータに変更することで安定動作に成功し、ベクトル制御に重要なパラメータをリアルデータとして取り出し記録できるようにしました。シミュレーションに留まっていた制御アルゴリズムの研究が、実験装置でも検証できるようになりました。今後は、ソフト・ハードの両面間からのアプローチし、多くの学会発表や論文掲載を目指します。

装置立上げを通して、ハードとソフト面からベクトル制御の基礎研究を進めてくれた卒研生の皆さんに心から感謝します。

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産学連携に基づいた研究成果を用いた学習フィードバック

| 投稿者: tut_staff

こんにちは、電気電子工学科の天野です。

私の担当するプログラミングの演習授業ではpaiza社との産学連携を行っています。この連携に関連し、早期に学習成果を推定する研究も行ってきました。このような教育支援分野でのデータ分析とインフラの点検・監視に関するIoTのデータ分析には、手法の上では通じるものがあるので、私の中では一定の関係性を持って両方の研究を進めています。

今回、予めデータ分析について同意を得た学生について、学期末に向けてその成果に基づいた学習状況の分析を行い、その結果を通知しました。

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分析結果は上のグラフで青い点で表されていて、この値が高いほど学習の改善を推奨するという意味になります。今回は、昨年度までのデータに基づいて行った研究結果とこれまでの教育経験とから赤い線に示すようなしきい値を設定しました。

昨年度までは教室でスタッフが様子を見ながら感覚的に捉えられるところもありました。今回は新型コロナウイルスの影響でオンラインでの実施となりましたので、どうしても個々の学生の様子を把握できない部分があります。これについては課題に対するフィードバックなどでの取り組みは別にありますが、今回の分析でそれを少しでも補えていれば幸いです。

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