| Research Abstract |
本研究は,電動アシスト自転車の普及率増加に着目し,電動力を推進力補助のみならず,自転車操作補助にも用いることで,自転車動特性を状況に自動的に適応させ,安全・安心・快適を実現する幼児同乗用インテリジェント自転車の研究開発を目的としている.H23年度は,(1)幼児同乗用自転車へ自転車ハンドル操作アシスト機構と推進トルクアシスト機構を搭載する,(2)幼児同乗時における自転車動特性の解析と制御系設計の開発,(3)複合アシストシステムの基礎的研究(ハンドル慣性補償,路面反力推定オブザーバ,外乱抑圧制御等)を研究実施計画に上げた.(1)に関して,岩瀬と大学院生とによって自転車ハンドル部分を模擬した実験システムを製作し,これに提案するステアリングアシスト機構を取り付けることで実機シミュレータを構成した.前カゴに荷物や子供を座らせることによりハンドル回りの慣性モーメントが増加し操縦性が劣化する問題に対して,外乱オブザーバを利用した慣性補償制御を提案し,実機シミュレータにてその成果を確認した.この内容はAmerican Control Conferenceにて発表予定である.次に,(2)に関して,岩瀬と大学院生により,旋回走行中の自転車挙動の本質的な部分を回転型倒立振子によって表せることを示し,実機シミュレータを構成した.このシミュレータに基づいた旋回中自転車のモデリングを行い,そのモデルを利用することで,人間操舵とモータによるアシストとが協調動作するようなフレームワークであるSafe Manual Controlを提案し,機械学会全国大会にてその成果を発表した.(3)に関して,次年度で予定している全ての機能を統合した総合的な自転車実験装置の開発に向けて,自転車全体の挙動のモデリングや外乱推定,外乱抑圧制御について検討を行った.貞弘は,模型自転車を遠隔操作可能にし,そのような実験装置に与えた入出力の組と,導出した非線形モデルを用いたシミュレーション結果と比較することにより,モデルの検証と各種パラメータの同定を行う実験装置の開発を行った.
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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
研究期間三ヵ年において,初年度は理論や基礎研究を行い,最終年度に全ての機能を統合した総合的な自転車実験システムを開発するために,H23年度は理論や設計,実践における発展を目指していたが,計画通りに研究が実施でき,その成果も順調に学会等で報告することができているため.概ねとしたのは,実験装置として一人乗用自転車への実装,改良がすすめられたが,幼児同乗用自転車への実装や改良がH24年度予定となったため.
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| Strategy for Future Research Activity |
H24年度は最終年度であるので,H23年度までに行った基礎研究,個別の機能実現の結果を統合し,総合的な幼児同乗用自転車システムを完成させることを目的とする.パワーステアリングの機構上の不備の見直し,ユーザーからみた使いやすさに配慮したコンポーネント・ケーブル類の再配置,スタンドアローンで動く組み込み技術の導入などが実機開発における問題点である。また,理論的には実システムの非線形性に対する配慮が問題点となる。一人乗用自転車の実装,改良課程で得られた知見や問題点を生かし,幼児同乗用自転車へ反映させる.
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