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履帯駆動系のオンオフ制御による自動操舵技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K18876
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 電気電子工学およびその関連分野
研究機関信州大学

研究代表者

千田 有一  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00345753)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード離散値入力 / 履帯車両 / モデル予測制御 / 経路追従制御 / 制御工学 / 自動操舵
研究成果の概要

本研究では,左右それぞれの履帯をオンとオフの2値を切り替えて駆動する方式の履帯車両の制御問題を考える.十分な制御性能を確保するためには,操作量が2値に制約される条件下での制御系設計が必要である.研究成果として,モデル予測制御と時間軸状態制御系に基づき,オン/オフ切り替えを少なくした操舵制御方法の提案,オンオフ駆動型の系にも適用可能なサーボ系設計方法の提案,進行速度変動を伴う運動制御のための時間軸状態制御系の補正方法の提案,レタス自動収穫装置を想定した適用検討,傾斜地での制御性能評価を行った.これにより,当初の研究計画で期待した以上の成果を得ることができ,目標を達成できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

左右それぞれの履帯をオンとオフの2値を切り替えて駆動する方式の履帯車両は,農業機械などの安価なシステムで多用される.そのため,それらのシステムに搭載可能な程度に簡便な制御方法を実現することは,自律走行車両の普及に必要である.一方,それらの制御方法として,特にサーボ系の設計方法の構築が必要となる.本研究では,モデル予測制御と時間軸状態制御系を併用し,期待した性能を実現する制御系設計方法の構築を目指した.その結果,サーボ系設計方法の提案を含めた幾つかの実用的な知見を見出すことができた.これにより,学術的にも社会応用の意味でも実現可能性を示すことができた.

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

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Autonomous Travel of Lettuce Harvester using Model Predictive Control2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Mitsuhashi ,Yuichi Chida,Masaya Tanemura
    • 雑誌名

      IFAC PapersOnLine

      巻: 52-30 ページ: 155-160

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Setpoint tracking control with discrete actuators using controller switching2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Chida, Ryotaro Hara
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2018 Dynamics Systems and Control Conference(DSCC2018)

      巻: - ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Autonomous Travel of Lettuce Harvester using Model Predictive Control2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Mitsuhashi ,Yuichi Chida,Masaya Tanemura
    • 学会等名
      IFAC AGRICONTROL 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レタス収穫用履帯車両におけるモデル予測制御を応用した経路生成2019

    • 著者名/発表者名
      三橋朋也, 千田有一
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019 in Hiroshima
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] オンオフ駆動型履帯車両の直線追従制御性能の向上2019

    • 著者名/発表者名
      三橋朋也, 千田有一,種村昌也
    • 学会等名
      SICE中部支部シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 入力の切替回数制約を考慮した評価関数の凸関数表現と履帯車両のモデル予測制御2019

    • 著者名/発表者名
      室伏拓馬, 千田有一
    • 学会等名
      SICE中部支部シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 時間軸状態制御形における入力時間の補正によるオンオフ駆動型履帯車両の制御2019

    • 著者名/発表者名
      三橋朋也,林晴貴,千田有一,種村昌也
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] モデル予測制御に基づく離散値駆動型履帯車両の経路追従制御2019

    • 著者名/発表者名
      室伏拓馬,千田有一,林晴貴
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 離散値入力型制御系における積分器の遮断を用いたサーボ系の構成2018

    • 著者名/発表者名
      原 遼太郎, 千田有一
    • 学会等名
      日本機械学会Dynamics and Design Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 離散値入力を用いた目標値追従制御系における積分器の遮断による応答改善2017

    • 著者名/発表者名
      原 遼太郎, 千田有一, 種村昌也
    • 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

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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