2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of codes for motion analysis of multibody systems based on the null space matrix method of differential equation type
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18K04033
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
神谷 恵輔 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50242821)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 剛志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70273258)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | マルチボディシステム / 零空間行列 / 運動解析 / 拘束力解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題は，冗長な拘束や特異姿勢を有する系に対しても適用可能な，マルチボディシステムの高速・高精度な汎用解析法，解析コードの開発を目的としている．2018年度の前半は主に高速・高精度な解析を可能とするための手法の開発，改良に取り組んだ．本研究で開発する方法の特徴は，拘束条件のヤコビ行列に対する零空間行列を，微分方程式を解くことにより求めることにある．これを効率的に行うための方法として，しきい値完全ピボット付きのLU分解法を用いた方法を考案し，講演会での発表および学術論文としての公表を行った．また，この方法を汎用的に使えるような解析プログラムの開発にも力を入れた．前述の講演発表や論文中に解析例として示したものには多数の物体からなる3次元のマルチボディシステムも含まれているが，この系や他の系も含めて必要なパラメータを記述したデータファイルさえ用意すれば，直ちに解析が可能となるプログラムを開発した．指定可能なジョイントの種類も増やしつつある．本申請課題が終了するときには，公開をしたいと考えている．さらに2018年度の後半からは，拘束力を効率的に求めるためのアルゴリズムの開発にも着手した．拘束条件に違反する座標を敢えて導入することで拘束力を陽に定式化し，ここでも零空間行列の概念を導入して，拘束力を効率的に算出する方法を考案した．この方法の一部は2018年度に発表済みで，これをさらに改良，拡張した手法を2019年度に発表する予定である．
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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
上述のように，2018年度の前半は，高速・高精度な解析を可能とするための手法の開発，改良に取り組み，国内および海外での口頭発表ならびに学術論文としての公表を行った．さらに2018年度の後半からは，拘束力を効率的に求めるためのアルゴリズムの開発にも着手し，ある程度の成果を得ることができた．ここまでの進捗状況はおおむね当初の計画通りである．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度以降も当初の計画通り研究を遂行する予定である．2019年度は主に拘束力解析法の，冗長な拘束を持つ系や特異姿勢を有する系への拡張を行う．また摩擦力などの拘束力に依存した力を受けて運動する場合の解析方法について検討する．さらにこれらの解析機能を実装した解析プログラムのコーディングにも力を入れる．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は，当初の予定では，汎用解析プログラムをコーディングするためのコンパイラを購入予定であったが，予算的に不足し，2018年度の購入を見送ったためである．2018年度はOSに付属の無償のコンパイラを用いた．繰り越した額と2019年度に配分される研究費を合わせて，2018年度はに購入できなかったコンパイラを購入予定である．
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