2019 Fiscal Year Research-status Report
安全性と操作性を考慮した遠隔運転天井クレーン液体タンク搬送システムの開発
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17K06284
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| Research Institution | National Institute of Technology, Toyota College |
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Principal Investigator |
兼重 明宏 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70224615)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野田 善之 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (60426492)
上木 諭 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50467213)
三好 孝典 長岡技術科学大学, 技術経営研究科, 教授 (10345952)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 天井クレーン / 液体タンク / 搬送制御 / 2自由度制御系 / 制振制御 / 液面振動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンク内の液体振動を抑え，且つ，目的地に短時間で自動的に障害物を回避し搬送を行う「安全性と操作性を考慮した遠隔運転天井クレーン液体タンク搬送システムの開発」を行うために以下の研究を行った．まず，昨年度までに設計した混合H2/H∞制御系設計を用いたフィードバックコントローラによる２自由度制御系を用い，（１）各種経路に対する各種タンク形状でのスロッシング抑制効果の検証結果を基に，制御系の有効性の考察ならびに操作性の検討を行った．これについては国際会議論文ならびに論文として執筆中である．（２）最適な障害物回避経路計画手法として，スタートとゴールのみ操作者が与え，障害物回避と荷振れ抑制を考慮したオンデマンド転送軌道計画手法の開発，クレーンシステムの制約を満たしながら，障害物回避，振動抑制、高速移動を考慮した人工ポテンシャル法と逐次二次計画法を用いた高速移動軌道計画法を提案した．一方，振動抑制軌道生成法として（３）S字曲線コマンドを用い，天井クレーンのアクチュエーターの最大速度と最大加速度を考慮した最短時間最適化手法によるオンライン天井クレーン振動抑制軌道生成法を提案した．しかし，（４）一昨年度，液体タンクと同様な２自由度振動系の簡易実験装置を製作し，開発済みの制御系の操作性に関する検討実験から得られた位置決めを行う際の細かな入力を与えた場合に対する振動的な挙動の解明ができず，通信遅延によるシステムの安定性を補償するシステムの検証はできていない．今後は安定性を補償する遠隔制御搬送制御の実機への適用性も考察を行っていく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
共同研究者の三好が長岡技術科学大学へ異動したため，実験装置の移動のため検証実験が実施できず，遠隔制御の安定性に関する検証が行えなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までの研究成果から，安全性や操作性を考慮した制御システムを構築し，実験装置を用いて各種搬送条件における遠隔運転搬送制御システムの安全性や操作性を検証する．実験解析では，各種ノイズ等の問題も予想されるが，実験解析により，より安定性のあるシステムの構築を目指す．そして，民間企業の技術者の意見を聞きながら実操業を十分考慮した搬送制御システムの構築する．
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| Causes of Carryover |
共同研究者三好が異動に伴い，実験検証やデータ解析が行えず，実験ならびにデータ解析補助謝金の支出がなかったため残金があった．本年度の実験検証，また，実験場所が豊橋技術科学大学から長岡技術科学大学になるため交通費等も余分に必要となる．
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