2019 Fiscal Year Research-status Report
不規則な圧力脈動と配管共振に頑健な空圧式除振システムの開発
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18K04022
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
中村 幸紀 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (90574012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
涌井 伸二 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70334472) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 多自由度空圧式除振装置 / 除振率 / 圧力推定 / モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度では，まず2自由度空圧式除振装置に対して，Central Pattern Generator (CPG)を用いた振動抑制方法を検討した．実験結果より，本手法による除振台の安定浮上，また外乱抑制効果の改善が示された．本研究成果は電気学会論文誌Cに掲載された．つぎに，繰返し制御に基づく外乱抑制効果と除振率の改善方法を検討した．特に同制御器のFeed Forward項（FF項）について，FF項として擬似微分器を用いたときの除振率を評価し，その結果を国際会議SICE Annual Conferenceで発表した．また高周波域での除振率を改善するため新たなFF項を提案した．同手法は機械共振と流量外乱の帯域の違いに着目したものであり，その有効性の検証結果を自動制御連合講演会で発表した．さらに従来手法との性能比較により，本手法で除振に有効な帯域を明らかにした．本結果を論文誌として精密工学会誌へ投稿し，掲載が決定した．つぎに，外乱抑制効果の向上のため，スライディングモード制御の適用を検討し，予備実験として空気圧シリンダの位置決め制御を行った．その結果，位置決めの再現性が改善することを確認し，同結果を電気学会制御研究会で発表した．また同手法を除振装置の振動制御に用いた場合について，シミュレーションによる検証を行い，外乱抑制と除振率改善を両立するための切替え超平面の設計法を示した．その結果を国際会議ICMEMISおよびシステム制御情報学会研究発表講演会で発表した．また，非線形性を有する除振装置の空気ばねに対して，その内圧の推定方法を検討した．本手法では粒子フィルタによる推定を行い，推定の計算時間の削減方法を提案した．本結果をマートシステムと制御技術シンポジウムで発表した．最後に，実験で使用する電磁バルブのモデリングを行い，計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウムで発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多自由度空圧式除振装置に対して，振動の抑制手法を提案し，その有効性を実験により検証している．また圧力脈動による振動の抑制と床振動に対する除振効果の両立についても検討している．これらの成果は論文誌に掲載され，また学会で発表された．また圧力推定の計算時間削減や電磁バルブのモデリングなど本手法を実装するにあたり必要な課題についても検討している．以上の点から本研究はおおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度では，多自由度除振装置に対して，外乱の抑制効果を検証した．令和2年度では，提案手法が床振動の除振に与える影響を解析的に示す．また空気ばねに使用する電磁バルブについて，構築したモデルに基づく圧力推定を行う．
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