2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Robust Pneumatic Isolation Systems for Random Pressure Variation and Pipe Resonance
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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涌井 伸二 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (70334472) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | Sinusoidal補償器 / 内圧推定 / 空気ばね剛性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度では，まず圧縮空気圧の圧力脈動による影響を補償するため，Sinusoidal補償器（S補償器）を用いた空圧式除振装置の制御法を提案した．実機検証においてS補償器を起動・停止すると，過渡状態においては除振台の振動が発生し，また定常状態においては高周波振動が残存することを示した．その対策として，ソフトスイッチにより過渡状態における振動を抑制した．また上記の高周波振動がS補償器の使用による位相余裕の低下であることを示し，位相進み型PIS制御を提案した．さらに，S補償器を用いた制御系に対して，圧力脈動の振動抑制効果と床振動に対する除振性能にはトレードオフの関係があることを解析的に示した．以上の研究成果がMechanical Engineering Journalに掲載された．つぎに，空気ばねの内圧をフィードバックすることで制御系の速応性を改善する方法について検討した．圧力センサの設置コストを削減するため圧力推定に焦点をあて，ここでは予備的検討として空気圧シリンダの内圧の推定を行った．令和元年度において三ポート型双ノズルフラッパ弁の非線形モデルを構築したため，同モデルを用いてUnscented Kalman Filterによる推定を行った．その結果，圧力の実測値と比較して良好な推定精度が得られ，提案したモデルの妥当性を示せた．本結果を電気学会スマートシステムと制御技術シンポジウム2021で発表した．最後に，Central Pattern Generator （CPG）を用いた振動抑制方法について，除振率の改善手法を提案した．CPGの内部状態をフィードバックした制御系に対して，空気ばね剛性を消去するようにゲインを設定することで除振率の共振周波数が低周波域に推移することを明らかにした．本結果を日本機械学会情報・知能・精密機器部門講演会にて発表した．
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Research Products
(3 results)
