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分散配置型マイクロ動吸振器アレイによる超低振動高効率大型ブームスプレーヤの実現

研究課題

研究課題/領域番号 17K06220
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関北見工業大学

研究代表者

星野 洋平  北見工業大学, 工学部, 教授 (90374579)

研究分担者 鈴木 聡一郎  北見工業大学, その他部局等, 学長 (30250541)
羽二生 博之  北見工業大学, 工学部, 教授 (70172955)
高井 和紀  北見工業大学, 工学部, 准教授 (50271755)
楊 亮亮  北見工業大学, 工学部, 助教 (90773739)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードブームスプレーヤ / 回転型アクティブ動吸振器 / 小型低出力除振装置 / 強制振動 / 除振 / 定常加振 / 流体加振 / アクティブ振動制御 / 小型動吸振器アレイ / 大型柔軟構造物 / アクティブ動吸振器 / 分散配置 / 最適出力分配
研究成果の概要

動吸振器アレイ化を実現するために軽量化ならびに小型化が課題であった回転型アクティブ動吸振器(Active Wheel Damper)AWDに対し、制御システムを簡素化したうえで動的量子化器と呼ばれる手法を導入して除振性能を維持しつつ、慣性力発生用のフライホイールを大幅に小型化すると同時に小型低出力で低コストのDCモーターでの動作を可能とすることで大幅な小型軽量化を実現し、複数のAWDを構築した。また、除振性能評価実験を行い、制御対象のすべて周波数帯域において定常的かつ効果的に振動が抑制されており、小型軽量化されたAWDは定常加振力に対しても十分な除振性能を発揮することが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

回転型アクティブ動吸振器(Active Wheel Damper)AWDに対し、回路やコントローラーで構成される制御システムを簡素化するだけでなく小型で低コストのDCモーターでの動作を可能とすることで小型軽量化を実現し、最終的な研究目的を達成するために必要な小型低出力のAWDを構築した。そして、ブームスプレーヤのブームが農薬散布作業時に風により加振される場合を想定し、風による流体力により定常加振される場合の除振性能の評価を実施し、定常応答振幅ならびに時間周波数解析の評価によって十分な除振性能が示された。この研究で得られた成果はブームスプレーヤの低振動化を実現するために工学的に大きな意義を持つ。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 丘陵農地における高効率大規模農業実現のためのブームスプレーヤ除振・免振システムと除振性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      星野 洋平, 楊 亮亮, 曹 臓, 石崎 衛, 湯口 香烈
    • 学会等名
      日本機械学会 2019年度 年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 回転型除振装置(Active Wheel Damper, AWD)による除振装置アレイの構築とブームスプレーヤの除振性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      石崎衛,星野洋平,楊 亮亮,曹 贏
    • 学会等名
      日本機械学会北海道学生会 第48回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Novel Performance Evaluation and Controller Design Method for Low-Resolution Active Control System Realized by Dynamic Quantizer2018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Hoshino, Soichiro Suzuki, LiangLiang Yang and Ying Cao
    • 学会等名
      International Symposium on Engineering Research 2018 (ISER2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低分解能アクティブ制御系を適用したスプレーヤブーム用除振装置Active Wheel Damperの性能評価法と制御系設計2017

    • 著者名/発表者名
      星野洋平,安藤恭平,鈴木聡一郎,楊 亮亮
    • 学会等名
      日本機械学会機械力学・計測制御部門講演会 Dynamics and Design Conference 2017 (D&D2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 北見工業大学 生体メカトロニクス研究室 研究テーマ

    • URL

      http://energy.mech.kitami-it.ac.jp/~bio-mech/Japanese/theme.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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