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センサ・アクチュエータのオンライン保守を実現する耐故障制御を目指した研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06502
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 制御・システム工学
研究機関熊本大学

研究代表者

國松 禎明  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (30379309)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード耐故障制御 / オンライン保守 / センサ故障 / アクチュエータ故障 / センサ・アクチュエータ同時故障 / アクチュエータ異常 / 2自由度PID制御 / 冗長入力 / PID制御
研究成果の概要

本研究は,いつ起こるか不明な故障に対しては制御器の切り替えがないパッシブ法で対応し,時刻を指定できる稼働中の保守点検に対しては切り替えのあるアクティブ法で対応するハイブリッドな手法によって, 耐故障性とオンライン保守性両方の実現を目指した研究である.主な研究成果はつぎの通りである.アクチュエータ故障,センサ故障,センサ・アクチュエータ同時故障のそれぞれの場合に対して,冗長入力を利用したパッシブな耐故障制御ならびに2自由度制御系を用いたアクティブな耐故障制御を提案し,オンライン保守の実現可能性についても示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,データサーバのような電子機器には24時間365日連続稼働するシステムも珍しくなく,連続稼働のためには稼働中に部品の点検・交換などの保守管理(これをオンライン保守と呼ぶ)ができるシステムであることが求められる.今後ますます多様化するニーズや高付加価値を実現するためには,機械装置であっても連続稼働できるような状況を用意しておくことが望ましいと考えられる.そこで本研究では,制御器の切り替えが伴うアクティブな耐故障制御の設計法を考案することで,機械装置であってもセンサおよびアクチュエータのオンライン保守が実現可能であることを示した.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] A Design Method of 2DOF Fault Tolerant Servo Controller against Simultaneous Sensor and Actuator Failure2020

    • 著者名/発表者名
      Makiyama Kosuke, Kunimatsu Sadaaki, Motoyama Kazuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2020

      巻: - ページ: 1916-1920

    • DOI

      10.23919/sice48898.2020.9240242

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Possibility of Online Maintenance by using 2DOF Fault Tolerant Servo Control against Sensor Failure2019

    • 著者名/発表者名
      Sadaaki Kunimatsu, Kosuke Makiyama, Kazuki Motoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2019

      巻: - ページ: 908-911

    • DOI

      10.23919/sice.2019.8859945

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Design Method of 2DOF PID Controller for Systems with Simultaneous Sensor and Actuator Failure2018

    • 著者名/発表者名
      Sadaaki Kunimatsuy, Kazuki Motoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2018

      巻: - ページ: 1195-1198

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On possibility of online maintenance by fault tolerant PID control for systems with input redundancy2017

    • 著者名/発表者名
      Sadaaki Kunimatsu, Yoshitomo Kitajima
    • 雑誌名

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2017

      巻: - ページ: 1030-1032

    • DOI

      10.23919/sice.2017.8105777

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] センサ・アクチュエータの同時故障に対する故障検出と耐故障サーボに関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      牧山幸右,國松禎明
    • 学会等名
      第39回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた簡便なモデリング手法に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      宮崎 一帆,齋藤 慎之助,國松 禎明
    • 学会等名
      第38回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 冗長入力による耐故障制御とそのアクチュエータ異常検知への応用に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      牧山 幸右,本山 一樹,國松 禎明
    • 学会等名
      第38回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2自由度耐故障制御系に対するセンサ故障の検出方法について2019

    • 著者名/発表者名
      牧山幸右,本山一樹,國松禎明
    • 学会等名
      第6回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] センサ故障に対する耐故障制御を利用したオンライン保守の可能性について2018

    • 著者名/発表者名
      本山一樹,國松禎明
    • 学会等名
      第37回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高次相対次数と冗長入力を有するシステムに対する耐故障制御について2017

    • 著者名/発表者名
      北島佳智,國松禎明
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 耐故障性を考慮した2自由度制御系に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      本山一樹,國松禎明
    • 学会等名
      第36 回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 制御対象の不確かさとセンサ異常を考慮した耐故障制御2017

    • 著者名/発表者名
      北島佳智,國松禎明
    • 学会等名
      第36 回計測自動制御学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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