2018 Fiscal Year Annual Research Report
人間と環境に優しい家庭用プラグイン安全ACモータドライブシステムの開発
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17H03212
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
宮崎 敏昌 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (90321413)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 潔 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40185187)
横倉 勇希 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (70622364)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マトリックスコンバータ / モータドライブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０年度は、2つの研究グループについて、以下の成果を得た。「パワーエレクトロニクス」研究グループでは、単相三相マトリックスコンバータによるモータドライブシステムの実機検証を前年度から引き続き実施しし、モータドライブシステムの構築を実施し、７５％程度の完成度を見た。また、モータドライブシステムの問題点である、高調波抑制について、前年度の理論解析結果を受けて、終端状態制御を応用した新しい高調波抑制制御法について検討を行った。次に、「モーションコントロール」研究グループでは、ギア出力軸力制御とモータ軸加速度制御による高バックドライバビリティ制御法を開発した。まず、ギア出力軸のトルクセンサからロボット関節軸のトルクを取得する手法の開発とその実装法を確立した。次に、この取得手法を用いて、ギア出力トルクフィードバックを実装し、パワーアシストの作業を考慮するギア出力トルク制御系の実機実験を行い、その有効性、有用性を評価検証した。また、モータ軸加速度制御系は、並行して実機実験を行い、制御系の設計法及び実装法を開発する。上記の技術を集約して、ギア出力軸力制御とモータ軸加速度制御による零スチフネス制御構造を持つＡＣモータドライブシステムの有効性を実機実験により評価検証を行った。上記の研究に関して、国内口頭発表5件、国際会議での発表4件、学術論文1編の成果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予定では、平成３０年度において、2つの研究グループの成果をまとめて、「家庭用小型軽量安全AC モータドライブシステム」のプロトタイプを作製する予定であった。平成29年度までの進捗状況から十分に可能と予測していた。しかしながら、モータドライブに使用するコンバータ装置の破損とその修復に多くの時間を使用してしまったため、「パワーエレクトロニクス」研究グループにおいて、モータドライブシステムが完成に至らなかった。また、研究を進める上でこれまで検証していた手法よりも高性能化が可能であると予測できる、高調波抑制制御法についてその基礎的内容の検証を進めることになったため、当初目的より遅れてしまう結果となった。「モーションコントロール」研究グループでは、ギア出力軸力制御とモータ軸加速度制御による高バックドライバビリティ制御法
を開発する。まず、ギア出力軸のトルクセンサからロボット関節軸のトルクを取得する手法の開発とその実装法を確立でき、既存の実験装置へ応用することで、ギア出力トルクフィードバックを実装し、パワーアシストの作業を考慮するギア出力トルク制御系
の実機実験を行い、その有効性、有用性を評価検証した。また、モータ軸加速度制御系は、並行して実機実験を行い、制御系の設計法及び実装法を開発した。
上記の結果より、現時点において当初目標の「家庭用小型軽量安全AC モータドライブシステム」のプロトタイプ完成には到達しておらず、進捗がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、平成31年度（令和顔年度）の達成目標である、パワーアシストシステムのプロトタイプ完成を目指して、研究を進める。
平成30年年度に到達できなかった課題については、年度当初より研究グループの区別なく、最優先課題として取り組んでおり、年度前半に達成を予測している。また、パワーアシストシステムの機械的な基礎設計をすでに終えているので、部材の準備を前倒しで進めることで、モータドライブシステムの実現と同時に、結果の統合ができるようにスケジュールを変更する。
以上の方針で、研究を進める。
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