2023年に読んだモータ・パワエレ・機械学習関連の論文まとめ【読んだら追記】

論文

2023年に読んでおもしろかったモータ・パワエレ・機械学習関連の論文をこのページにまとめておこうと思います。全てが2023年発表の論文という訳ではありません。随時更新です。

2022年に読んだモータ・パワエレ・機械学習関連の論文まとめ
2022年に読んでおもしろかったモータ・パワエレ・機械学習関連の論文をこのページにまとめておこうと思います。全てが2022年発表の論文という訳ではありません。随時更新です。 「タイトル(発表雑誌)+リンク+概要(twitter...

「タイトル(発表雑誌)+リンク+概要(twitterまま)」の構成です。

1. モータ構造解析・構造最適化・異常検知

Modeling, Analysis, and Identification of Armature Winding Interturn Fault in Multiphase Brushless Exciters [IEEE PE 2023]

https://ieeexplore.ieee.org/document/9864264

原子力発電向けの多層ブラシレス励磁システムにおける巻線短絡故障時の電圧方程式をモデリングし、電流情報のFFT結果から高速に故障を検知する手法を提案した論文。ステータ励磁電流はインピーダンスの急激な変化に伴い直流・2次成分が増加、基本波成分との比率により故障診断

Sensitivity Analysis Based NVH Optimization in Permanent Magnet Synchronous Machines Using Lumped Unit Force Response [IEEE IA 2022]

https://ieeexplore.ieee.org/document/9735301

SPMSMのNVH性能に関する設計最適化手法を提案した論文。10個の設計パラメータについて2次の多項式回帰を使って感度解析、高感度なものについてGAにより最適化。目的関数はトルク、リプル、q軸インダクタンス、2次のギャップ径方向力、コギングなど、NVHに関する項目を設定

Influence of Inverter Open Circuit Fault on Multiple Physical Quantities in the PMSM [IEEE PE 2023]

https://ieeexplore.ieee.org/document/9878215

SPMSM駆動用インバータの4種類の開放故障時に発生する電磁気的・熱的な現象を解析と実機実証により明らかにした論文。故障を模擬した駆動回路+制御モデルとモータFEAモデルを連結して電磁気特性を解析、損失から3次元熱流体解析により定常温度を解析、実機実験により実証

2. 機械学習・深層学習応用

Design of a Large Capacity Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motor Equipped With Hybrid Salient Rotor [IEEE IE 2021]

https://ieeexplore.ieee.org/document/9141204

始動性向上のためかご形導体をロータに埋め込んだPMSMのトポロジを提案した論文。コギングトルクや損失にロータ表面付近の形状の影響が大きいことを示したのち、設計パラメータを割りあてANNにより代理モデルを構築。トルク、イナーシャ、効率、力率、コギングの多目的最適化

Efficient Optimization Design Method of PMSLM Based on Deep Adaptive Ridge Regression With Embedded Analytical Mapping Function [IEEE IE 2022]

https://ieeexplore.ieee.org/document/9531441

PMSLMの設計最適化を高速かつ高性能に行うため、リッジ回帰とwhale optimization algorithmを組み合わせた最適化手法を提案した論文。有限要素解析結果を設計パラメータと推力の理論式に基づいて非線形変換し、各個体の近傍データに対してRRを逐次学習して最適化

Open-Circuit Radial Stray Magnetic Flux Density Based Noninvasive Diagnosis for Mixed Eccentricity Parameters of Interior Permanent Magnet Synchronous Motors in Electric Vehicles [IEEE IE 2023]

https://ieeexplore.ieee.org/document/9756052

IPMSMの静的・動的偏心を開回路時の3点のstray magnetic flux densityから故障レベルまで非侵襲的に診断する手法を提案した論文。偏心をアクチュエータで模擬できる試作機で様々な故障状態のデータを取得、ANNを学習し3つの偏心パラメータを予測できる回帰モデルを構築

3. 制御関連

Active Disturbance Rejection Control Based on Deep Reinforcement Learning of PMSM for More Electric Aircraft [IEEE PE 2023]

https://ieeexplore.ieee.org/document/9894706

PMSMの弱め磁束制御の性能向上のため、アクティブ外乱除去制御器のパラメータを深層強化学習によりオートチューニングする手法を提案した論文。メタヒューリスティクスベースの外乱除去制御やモデル予測制御+外乱オブザーバなどの従来法と比較して応答性やロバスト性が高い

Multiagent Control in Modular Motor Drives by Means of Deterministic Consensus [IEEE IE 2023]

https://ieeexplore.ieee.org/document/9749925

複数の同一極数のドライブユニットによりPMSMを駆動するモジュラーモータ制御において、隣接制御ユニット間の情報通信のみで統合制御を行うマルチエージェント型の制御方式を提案した論文。抵抗に差がある場合や故障時にも、適切にユニット間で電流指令を配分してトルクを制御

Online Identification of Inductance and Flux Linkage for Inverter-Fed SPMSMs Using Switching State Functions [IEEE PE 2023]

https://ieeexplore.ieee.org/document/9889213

SPMSMのインダクタンスと磁石磁束について、電流微分値、直流電圧とスイッチング状態から逐次最小二乗法を用いてオンライン推定する手法を提案した論文。ロータ位置に対してロバスト。電流微分の測定計算方法をハード/ソフトの両面から細かく比較検討していて参考になる

4. パワエレ関連・その他

Self-supervised learning of materials concepts from crystal structures via deep neural networks [Mach. Learn.: Sci. Technol. 2022]

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2632-2153/aca23d/meta

特性ラベルの無い12万以上の無機材料に関して、結晶構造とXRDパターンを用いた対照学習により材料情報を埋め込んだ潜在空間マップを構築した論文。超伝導体、リチウムイオン電池材料や強磁性材料などの特性類似性をドメイン知識なしで獲得

Simulation Based Design, a Necessity for Advanced Design and Requirement for CAE Tools [IEEJ IA 2023]

https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejjia/12/1/12_22005984/_article/-char/ja

JSOL (JMAG-Designer)による電磁界解析分野におけるsimulation based design (SBD)に関する紹介論文。SBDはCAEと比較して経験に囚われない点で発展的であると位置づけ、概念設計から詳細設計における最適化、機械学習応用、multiphysics, 大規模演算, MIL/HILについて詳述

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