2001 Fiscal Year Annual Research Report
炭素繊維のヘリカル巻取りプロセスにおける最適統合化制御システムの構築
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12650228
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
寺嶋 一彦 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (60159043)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢野 賢一 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (90314088)
竹本 秀博 三菱レイヨン(株), 機能製品開発センター, 研究員(研究職)
北川 秀夫 岐阜工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助教授 (80224955)
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| Keywords | 張力制御 / 炭素繊維 / 巻き取りプロセス / システム同定 / 2自由度PID制御 |
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| Research Abstract |
ヘリカル巻きプロセスのモデリングを行った。繊維を巻き付けるマンドレル側と、繊維を送り出すニップロール側との速度差を入力とし、繊維の張力を出力とする時系列モデルでプロセスを表現することとした。システム同定の手法を用い、パラメータの同定は最小2乗法で行った。実験とシミュレーション結果よりモデルの妥当性を実証した。そのモデルを用い、巻き取り間隔、巻き取り角度、巻き取り張力制御を実現できる最適統合化制御系を構築した。基本的には、フィードフォワード制御とフィードバック制御を併合した2自由度PID制御を構築した。制御ゲインの決定は、操作量の飽和制限、オーバシュートの制限、各種制御仕様を厳密に満足させ、しかも自動的に設定できること考慮し遺伝アルゴリズムにより決める方式を提案した。制御シミュレーション、制御実験によりその有効性を実証した。
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