| 研究課題/領域番号 |
20K04545
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
前田 佳弘 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70769869)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 精密位置決め / モーションコントロール / 周波数応答関数 / フィードフォワード制御 / 線形モデル / 非線形要素 / 線形モデルベースフィードフォワード制御 / パラメトリックモデル同定 / 高逓倍率化 / オーバーサンプリング / 協調型最適化 / 位置決め制御 / 精密サーボ / 周波数応答 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は摩擦や機械剛性といった非線形性を有する精密サーボ機構の高速・高精度位置決め制御性能の追及を目指し，位置決め動作時のプラント入出力信号から非線形システムをよく近似する低次の線形プラントモデルを同定するという独創的なシステム同定法に基づいた，シンプルかつ高性能な位置決め制御法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
機構剛性や摩擦等の非線形要素を有する精密サーボ機構の高速・高精度位置決め制御手法として，位置決め動作時のプラント入出力信号から非線形要素を効果的に近似するプラント周波数応答関数(FRF)の推定し，その推定FRFに基づくシンプルな線形モデルベースのフィードフォワード制御手法を開発した。FRF推定に対する詳細な理論検討，ならびに産業用精密位置決め機構であるガルバノスキャナを対象としたシミュレーションならびに実験を通じて，提案手法の有効性を検証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果は，学術界で現在主流となっている非線形要素に対する複雑なシステム同定を伴う非線形モデルベースの制御手法に対して，非線形要素の影響を効果的に禁じ可能な線形プラントモデル同定法を構築することで「制御性能」と「シンプルさ」を高度両立する実学ベースの線形プラントモデルベース制御を確立した点に学術的創造性を有する。これは，精密サーボ機構を具備する後半の産業機械の性能向上と制御設計労力の低減を実現し，労働人口不足が懸念される日本のモノづくり力の向上という社会的貢献が期待できる。
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