疲労破壊回避のための制御系と機械要素の同時設計

• 研究課題/領域番号: 19560236
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 秋田県立大学
• 研究代表者: 佐藤 俊之 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (40315635)
• 研究分担者: 齋藤 直樹 (齊藤 直樹) 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (60315645)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2008年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2007年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 動的設計 / 疲労破壊 / 機械要素設計 / 制御系設計 / 臨界制御 / 線形行列不等式 / 疲労

研究概要

本研究では回転軸を持つ駆動機構を対象に, ねじれによる軸の疲労破壊を回避するための制御系と軸径の同時設計法を構築する. 軸材料のS-N曲線をもとに決定した疲労限度値から許容ねじり角を求め, これを満たすようなフィードバック補償器と最小軸径を, 臨界制御手法と二分法アルゴリズムに基づき決定する. さらに, フィードバック補償器を非線形最適化に頼らずに設計するため, 線形行列不等式に基づく臨界制御系設計法を開発する. 以上の方法の有効性をシミュレーションおよび実験により確認する.

研究成果

• [雑誌論文] 回転軸の疲労を考慮した2慣性系の臨界制御系設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊之, 齋藤直樹
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集c 75巻 ページ: 632-639
  • 査読あり
• [雑誌論文] 回転軸の疲労を考慮した2慣性系の臨界制御系設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊之, 齊藤直樹
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 75 ページ: 632-639
  • 査読あり
• [学会発表] Critical control design for fatigue avoidance in two-inertia systems using LMI-based H_2 synthesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Sato and Naoki Saito
  • 学会等名: The 34th annual conference of the IEEE industrial electronics society (IECON 2008)
  • 発表場所: Orland, FL, U.S.A
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Critical control design for fatigue avoidance in two-inertia systems using LMI-based H_2 synthesis (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Sato, Naoki Saito
  • 学会等名: 34^<th> Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] 二慣性系における疲労破壊回避のための機械要素と制御系の混合設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊之, 齋藤直樹
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2008
  • 発表場所: 長野県長野市
  • 年月日: 2008-06-06