| 研究課題/領域番号 |
14550435
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
計測工学
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| 研究機関 | 宇部工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
山根 健治 宇部工業高等専門学校, 制御情報工学科, 教授 (90038117)
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| 研究分担者 |
米澤 俊昭 宇部工業高等専門学校, 制御情報工学科, 講師 (50230826)
日高 良和 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (50218715)
落合 積 宇部工業高等専門学校, 制御情報工学科, 教授 (00204222)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2002年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 門型クレーン / コンテナ / CCDカメラ / ダイナミクスモデル / 加速度センサ / カルマンフィルタ / 揺れ止め制御 / 高精度化 / 姿勢誤差 / スプレッダ / 振れ計測 / 振れ止め制御 / 画像処理 / 振れ止め |
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| 研究概要 |
大型コンテナの荷役作業における安全性向上と自動化を念頭にコンテナ・スプレッダの振れ計測高精度化に基づく門型クレーン振れ止め制御の高性能化について研究した。コンテナ・スプレッダの振れ計測精度低下の要因となっているカメラ姿勢の微小な振れを高精度に検出するため、製作した縮小クレーンモデルのトロリ部に2個の加速度センサを取り付け、ガーダートロリ系の実際上問題となる3次程度までの固有振動周波数を加速度センサ出力からカルマンフィルタと最尤推定法により求め、振動の減衰も考慮したカメラの動的姿勢実時間計測のための信号処理法を提案し有効性を実験的に確認した。なお、提案法の有用性を示すためのアプリケーションとして、橋脚の洗掘および(道路照明灯などの)金属支柱の腐蝕など、打撃により生ずる振動の計測に基づく異常診断に適用し良好な結果を得た。これらはそれぞれ2002年10月開催のシステム制御情報学会第34回ストカスティックシステムシンポジウムおよび2003年10月開催の第35回同シンポジウムにおいて発表した。次に、本手法により高精度化したスプレッダ振れの画像計測値をフィードバックし振れ止め制御実験を行ったが、画像計測に演算時間を要するためのサンプリング周波数の不足、それに伴う振れ速度の精度低下、外乱光の影響による不安定などのため、振れ止め高性能化が困難であることが分かった。そこで、計測システムの占めるコスト増やメンテナンスの問題も考慮し、2個の加速度センサをトロリ上でなく、直接スプレッダの両端に取り付け、スプレッダ・コンテナの振れおよびねじり振動の計測に基づくフィードバック振れ止め制御系を設計した。この計測制御系では実機に沿ってクレーンのダイナミクスモデルを構築し、2個の加速度センサの他にも1個のタコジェネレータ(トロリ上)、3個のロータリエンコーダ(トロリ、左右のシーブ上)を用い、カルマンフィルタによる状態フィードバック振れ止め制御シミュレーションにより有効性を確認した。これについては「ダイナミクスモデルを考慮に入れたコンテナクレーンの高精度位置姿勢制御に関する研究」と題し、計測自動制御学会産業論文誌に掲載されている。
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