2019 Fiscal Year Annual Research Report
Fostering of control engineer of industrial manufacturing systems by using high accuracy robot collaborated between multiple KOSENs and private company
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16K01047
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| Research Institution | Numazu National College of Technology |
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Principal Investigator |
三谷 祐一朗 沼津工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (00280389)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上 泰 明石工業高等専門学校, 電気情報工学科, 准教授 (20413809)
佐藤 拓 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (30451545)
岩野 優樹 明石工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (90413799)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | グループワーク / PBL / コンテスト / 連携プロジェクト / モーション制御 / PLC / 制御技術教育 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０～３１年度にかけて，研究目標であった，ハイレベルコンテストに向けての３軸ステージを使った非接触搬送制御システムを開発した．計画に対する遅れが出たものの，ロバスト制御を用いた，揺れを抑えた搬送に成功した．
制御系の設計は，以下の３段階にて行った．まず第１段階として，浮上物体をステージに置き，３軸ステージをその真上に手動で移動して，制御パラメータの自立同定を行った．その同定結果をもとに，オンラインにてPI制御系を自動設計して浮上に至った．次に第２段階として，浮上系の動特性の変化に対処するために，閉ループの摂動を離散周波数応答データとして取得し，それらを包括する微分先行型PI-D制御系をオフラインで設計した．これにより，第１段階にて設計した制御系を内包するロバスト制御により，浮上系の安定性を保証することができた．最後に第３段階として，浮上物体が落下しないように，制御入力および浮上物体の運動に制約を設けた多目的制御により搬送系をオフラインにて構築し，非接触搬送システムとして完成させた．
以上3段階の制御系の設計は多少煩雑であり，制御結果によるパラメータの試行錯誤的な調整を必要とするが，システマティックに設計仕様を満たす制御系が設計できることを確認した．また，搬送制御性能の比較対象として，第3段階を最適レギュレータを用いて設計し，搬送実験を行った．多目的制御側を用いた設計に比べ，搬送時間が1.8秒長く，かつオーバーシュートが発生したことから，多目的制御側の有効性を実験的に示すことができた．
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