2022 Fiscal Year Research-status Report
Systematic vibration control method to simultaneous control multiple active controlled casters
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21K14111
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
須田 敦 奈良工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (90743211)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | キャスター / 振動制御 / メカトロニクス / 輸送機器 / 台車 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
医療現場では新生児を高次医療施設まで搬送する保育器，製造業では半導体や精密機器，などの振動や衝撃を嫌う物品の運搬・搬送の場面では，路面の突起乗越えなどの外乱の影響を伝達しない手法にニーズがある．
本研究は，台車のキャスターに焦点を当てている．キャスターは，1)路面上突起を乗り越える際の車台に伝わる衝撃力を緩和する揺動アーム，2)突起乗り越え後に発生する残留振動を制御するためのボイスコイルモータ，を搭載した能動制御キャスターである．実用的な台車に近づけるため，この能動制御キャスターを4個搭載した能動制御台車を開発している．制御工学における多入力単一出力制御システムの安定化問題を解決する．
能動制御台車走行時の基礎的な振動抑制性能を確認するための走行実験環境を構築した．走行実験では押出装置を用いて約550 mm/sで台車を走行させた．JIS B8923 産業用キャスターに準じて半径2.5 mmの半円突起を乗り越えた．車台中央に取り付けた加速度センサの鉛直軸方向の加速度を用いて振動抑制性能を評価した．鉛直軸方向の加速度応答を制御ありとなしで比較すると，最大で3分の1程度に低減することが確認できた．しかし残留振動の収束時間を制御ありとなしで比較すると，ほとんど変化がないことが確認できた．これより突起乗り越え後の残留振動の抑制のためには4輪すべての同時制御が必要であることが明らかになった．また，制御ゲインを高めるため制御周期の高速化が必要であることが明らかになった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
半導体供給不足の未解消，関連した部材の慢性的な不足，などに伴い，計測制御機器の生産に遅れが生じているため．設計変更にやや時間を要しているが，機関内外の協力者にも協力してもらえる体制を築いているので，おおむね順調である．よって総合すると研究の進捗はやや遅れているが，最終年度内に完了できるものと考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗状況がやや遅れているので，機関内外の研究協力者との打合せや，専門メーカー（元勤務先）との相談を定期的に実施し，客観的な意見をいただき研究のOODAループを構築し効果的に進める予定である．
現有の制御演算機ではさらなる振動抑制性能の向上が困難であることが明らかになり，新たな制御演算機の選定を進め，実験計画を見直す．
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| Causes of Carryover |
実験結果より新たに制御演算を導入することとなり，その選定を進めていたため．COVID-19により国外の国際学会に参加できなかったため．
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