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能動制御キャスターの体系的制御手法の提案と複数制御による低振動・低衝撃台車の実現

研究課題

研究課題/領域番号 17K18324
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
機械力学・制御
研究機関奈良工業高等専門学校 (2018-2019)
舞鶴工業高等専門学校 (2017)

研究代表者

須田 敦  奈良工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (90743211)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードキャスター / 振動 / 衝撃 / 制御 / 掃引加振実験 / 台車 / 掃引実験 / スイープ(掃引)実験 / 機械力学・制御 / 輸送機器 / 設計工学 / 機械要素 / 制御工学
研究成果の概要

アクティブ型ダンパ搭載キャスターの開発を進め,キャスター単体の試作・評価を行った.これまで試行錯誤的であった制御手法を見直し,制御手法を一部体系的に明らかにした.キャスターを4輪搭載した運搬用台車を開発した.
掃引加振実験を行いこれまでの基礎研究シミュレーションと比較した.シミュレーションと実験結果は良い一致を得ることができた.制御手法については学術的に体系立てて再設計した.入出力信号の飽和を考慮した制御手法の確立や,H無限大制御を適用した制御器の設計に成功した.実証実験に向けて台車実験システムを構築した.前述の制御手法を実装したキャスターを4輪搭載した台車としての基礎的実験を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

振動や衝撃を嫌う物品の運搬・搬送では,路面の突起乗越えなどの外乱の影響を伝達しない手法にニーズがある.産業界から物品に伝達される衝撃加速度のさらなる緩和や残留振動時間のさらなる低下の実現が求められている.本研究では貨物や荷物の運搬用台車(ハンドトラック)に関して,低衝撃・低振動を実現する台車の実用化を目指した.特に台車に使用するキャスターに着目している.アクティブ型のダンパを搭載したキャスターの開発を進める.本研究を通じ,これまで試行錯誤的であった制御手法を見直し,制御手法を学術的に体系的に明らかにした.実用的な実験用4輪台車を開発し基礎的実験を行った.

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

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 能動制振キャスター台車に用いられるボイスコイルモータの制御手法構築に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      小川奈那子,大道拓斗,須田敦
    • 学会等名
      第7回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 能動制御キャスターの実験的評価2020

    • 著者名/発表者名
      須田敦
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第95期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 撃心を利用したキャスターのAI的アプローチによるチューニング2020

    • 著者名/発表者名
      篠崎七海,青野佑紀,寺井貴洋,小坂学,須田敦,五百井清,田上将治
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第95期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DESIGN AND EVALUATION OF THE VIBRATION DAMPING CONTROLLER FOR A PUSHCART CONSIDERING THE BE-HAVIOR OF AN UNGROUNDED WHEEL2019

    • 著者名/発表者名
      Masaharu TAGAMI, Atsushi SUDA, Kiyoshi IOI, Manabu KOSAKA
    • 学会等名
      The 26th International Congress on Sound and Vibration
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 杉本健太郎,須田敦2019

    • 著者名/発表者名
      能動制振キャスターの性能検証(制御モデルの再同定)
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会2018年度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] Active Vibration Control of a Cart Utilizing Center of Percussion2018

    • 著者名/発表者名
      Masaharu TAGAMI, Atsushi SUDA, Kiyoshi IOI, Manabu KOSAKA
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Motion and Vibration
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Considerations for Vibrations and Impacts of Casters (Case of Electroencephalogram at Wheelchair Boarding)2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Suda, Ken-Ichi Iida, Takao Muromaki
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Informatics and BioMedical Sciences 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低振動・低衝撃を実現する能動制御キャスターの性能検証(検証環境について)2017

    • 著者名/発表者名
      須田敦,竹川朋貴,田上将治,五百井清
    • 学会等名
      日本設計工学会2017年度関西支部研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 須田研究室 - 舞鶴工業高等専門学校機械工学科

    • URL

      http://mech.maizuru-ct.ac.jp/index.php?page_id=130

    • 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: 2021-02-19  

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