| Project/Area Number |
22KJ0066
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| Project/Area Number (Other) |
22J11365 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
米沢 安成 北海道大学, 大学院工学研究院, 特任助教 (30979737)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | アクティブ振動制御 / モデルフリー制御 / 最適化 / スライディングモード制御 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，ダイナミックセル生産方式における生産設備の振動問題の解決を見据えた，簡便・実用的な新しいアクティブ振動制御手法の構築を目指す．初めに，仮想構造物を用いたモデルフリー制御法に基づき，制御器を設計する．次に，構成したモデルフリー制御系に，最適化アルゴリズムを活用したチューニング機構を導入する．そして，提案手法の有効性を振動制御シミュレーションや振動制御実験などにより検証する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
初めに，1自由度系でモデル化されるアクチュエータのパラメータ及びモデルフリー振動制御を達成したい周波数帯域の上下限から，先行研究にて導出された設計条件に基づいて仮想構造物を設計した．続いて，アクチュエータ及び仮想構造物からなる2自由度系を基に，モデルフリー振動制御器を設計するための状態方程式を構築した．そして，構築した状態方程式に対して，非線形ロバスト制御法の1つであるスライディングモード制御理論を始めとした，様々なモデルベース制御理論に基づき，仮想構造物に基づくモデルフリー制御器を構成した．
次に，次世代型生産方式であるダイナミックセル生産方式における，産業ロボットの振動問題の解決を見据え，上記モデルフリー振動制御系のオンラインチューニング手法を検討した．具体的には，計算効率の高い確率的最適化法を活用し，実制御対象の制振点における振動応答（観測出力）に基づくモデルフリー制御器のオンライン最適化機構を構築した．本年度は，生産設備の長期稼働に伴う制振用アクチュエータの経年変化を始めとした，実システムでの使用を想定した様々な条件下における提案手法の有効性を検証した．加えて，スライディングモード制御器における切換入力の平滑化法の改良や，最適化機構の微調整など，提案手法の性能の更なる向上方法を精査・考察した．
上記と関連し，得られた成果は，査読付き国際誌における学術論文，及び学術会議において発表されている．
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