2021 Fiscal Year Research-status Report
次世代人間機械協調システムのためのサイバーフィジカル制御の創出
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21K03930
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
山田 功 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (20240012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KAMAL MD・ABDUS・SAMAD 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (60844149)
端倉 弘太郎 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (70827485)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | サイバーフィジカル制御 / 人間機械協調システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
車いす運転時の縦方向振動の有無は車いすの運転時の快適度の目安となる.路面の凹凸により車いすの搭乗者にどのような振動が発生するかをモデル化できれば,運転者に振動を感じさせないようなパワーアシスト制御系を構築できる可能性がある.このような目的のもと, 車体および搭乗者からなる車いすの9自由度の数学モデルを構築した.モデルの妥当性については, 伝達関数の周波数特性および頭と骨盤の加速比に着目し, 既存の文献報告との整合性を確認した.
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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
提案モデルは, 車いす搭乗者およびクッションのモデル化に特徴があり,車いす搭乗者は, 頭部, 胸部, 腹部など体の部位を区別してモデル化される.車いすのクッションの剛性と減衰特性は, 市販品を再現する値を選択した.提案モデルにより, 機体パラメータが変化した場合,および路面の凹凸が激しく変化した場合に車いすの縦方向変位がどのような挙動を示すのかについて新たな知見を得ることができた.以上の結果は, 次年度以降の制御系設計の基礎とすることができる.
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に導いたモデルは時不変線形モデルであり, その周波数伝達関数に基づいて,車いす搭乗時に発生する振動の定常応答を予測する手段を与える.今後は, 車いす搭乗時に発生する振動の過渡応答を予測し, 評価するための方法を構築する.時間領域における常微分方程式を対象とし, 初期状態がどのように推移するがに着目する.またさらに, 線形微分方程式を非微分線形方程式に置き換えることについても検討する.
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| Causes of Carryover |
本年度は，シミュレーションを中心として研究を行った．実システムを作成する前に，小さなロボットを作成し，要素実験を行っていたため，本年度必要となる部品がそれほど多くなく，予算を余らせた．来年度は，実システムの作成を行う予定であり，今年度の予算をそれに充てる予定である．
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