2015 Fiscal Year Research-status Report
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26420181
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
西郷 宗玄 東洋大学, 理工学部, 教授 (80357053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩本 宏之 成蹊大学, 理工学部, 准教授 (90404938)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 振動制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，振子振れ角波動制御法に関してクレーン索荷系の制振制御特性を検討し，実用機への設計指針を明らかにした．本手法は，均質２自由度懸垂単振子系を制御器内に数学モデルとして構成し（仮想系と称す），その波動制御のオンライン演算によって，仮想系に懸垂された1自由度単振子系と見做すクレーン索荷系に波動伝搬性を支持点加速度として印可するものである．支持点位置を制御するため支持点位置のフィードバック制御を併用している．クレーン索荷系の索長は巻き上げ/下し機能のため可変である．クレーン制御性能に及ぼす基本パラメータは仮想系振子長とフィードバック係数であり，その特性を検討した．
本研究では仮想系振子長さ（=lc）を一定としている．不等長仮想系の波動制御則を導出できないためコンパクトな仮想系設計には等長2自由度単振子系が最適である．クレーン索長（=l）と仮想系振子長の比（λ=lc/l）によって（仮想系＋クレーン索荷系）の波動伝搬特性が変わる．多重単振子系では波動伝搬限界周波数が存在し，等長系ではλ>=5で波動伝搬が実現しなくなることが分かった．いわゆるモード局所化特性が存在し，自由振動制御を扱うクレーンの波動制御では全固有振動数が波動伝搬限界以下となるようにλを設計する必要があることが分かった．一方でλ<1では波動伝搬性がよくないことも明らかとなった．そこで，支持点のフィードバック係数と波動伝搬特性の関係を広範に調べた．その結果，支持点フィードバック係数を最適に選択することにより仮想系＋索荷系の波動伝搬特性を根源的に変えることができ，λ>>1の場合でも安定に制御できるフィードバック係数が存在することが分かった．
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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
振子振れ角波動制御法に関してクレーン索荷系の制振制御特性を詳細に検討して実用機への設計指針を明らかにした．多重単振子系の波動伝搬限界特性の解明と，最下端振子（クレーン索荷系）支持点の速度と位置のフィードバック制御により多重単振子系の波動伝搬特性を根源的に変えることができることを見出した．波動制御とフィードバック制御の併用で可能となり，いずれか一方の制御では実現しない特性である．クレーン制御への適応をシミュレーションと部分実験により検証した．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である次年度では，クレーン索荷系制御の実機適用に向けて，索制御特性の振れ角制御への統合可能性を再検討するとともに，振れ角制御の広範な制御パラメータに対する設計データベースの整備を行う．
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| Causes of Carryover |
本年度のシミュレーション結果から振れ角制御走行実験が不十分であることが明らかとなった．走行スパンを拡大するための装置改修を次年度に行うために，本年度使用予算額を次年度に繰り越しとして使用したい．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
振れ角制御実験装置改修のための部品費に充当する．
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