| 研究課題/領域番号 |
19K15018
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 福岡大学 |
|---|
研究代表者 |
畑田 和良 福岡大学, 工学部, 助教 (10709356)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
|
|---|
| キーワード | パワーアシスト制御 / 周期運動 / パワーアシスト / 人間-機械システム |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
自転車のペダリングは日常で繰り返しおこなう運動であるにもかかわらず, フォームの指導を受ける機会は少ない. その結果, 目的に合わない姿勢の下でペダリングすることにより, 本来のトルクを生成できていない場合がある.
本研究では, ヒトの運動姿勢の最適化と同時にその運動をアシストすることで, 人間-機械システム全体にわたる最適化の実現を目的としている.
|
| 研究実績の概要 |
2022年度は、自転車ペダリングアシスト最適化の検証機器を用いて取得した時系列データを基に、数値シミュレーションによるアシスト制御法の検証を行った。検証にあたっては、負荷を変動させ、異なる駆動モデルの下でペダリングトルクならびに車輪角度の時系列データを取得し、慣性モーメントならびに粘性摩擦係数の変動度合いについて考察した。
そして、高効率アシストの原則である速度脈動の抑制に加えて、駆動モデルの変動下において同一のペダリングトルクを入力した際に同一の速度が出力されるアシスト制御法を実現するため、適応制御を応用したアシスト制御法を提案した。提案アシスト制御法を用いることで、負荷が変動した場合でも、同一の平均値を持ち、かつ脈動が抑制された速度が得られることを数値シミュレーションにより確認した。
研究成果の対外発表については、まず、制御対象の自転車駆動システムの出力を速度とした (制御対象が概強正実である) 場合の数値シミュレーションの結果を国内会議 (令和5年電気学会全国大会) にて発表している。これに加え、自転車駆動システムの出力を車輪角度とした (制御対象が概強正実ではない) 場合の数値シミュレーションの結果が、国際会議 (9th International Conference on Control, Decision and Information Technologies, CoDIT'23) に採択され、発表が決定している。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究実績の概要で述べたとおり、本研究課題である自転車ペダリング運動に対する高効率アシストの研究成果を国内会議で発表し、国際会議での発表が決定している。この点では研究が進捗しているといえるものの、コロナ禍における物流の停滞と半導体不足によるセンサ類の納品の遅延により、これまでの成果は数値シミュレーションによるものである。依然として実験による検証を実施できていないことから「やや遅れている」を選択した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
センサ類が到着し次第、自転車ペダリングアシスト最適化の検証機器に取り付けて提案アシスト制御法の検証を行う。また、さらなる納品の遅延に備えて、既存のセンサでも検証を行なえるように検証機器の改修の検討も実施する。
|
