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極柔軟マルチボディシステム制御のためのシステム自由度の低次元化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23560267
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関青山学院大学

研究代表者

小林 信之  青山学院大学, 理工学部, 教授 (70276020)

研究分担者 菅原 佳城  秋田大学, 工学資源学研究科, 准教授 (10422320)
鳥阪 綾子  青山学院大学, 理工学部, 助教 (70449338)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード機械力学・制御 / マルチボディダイナミクス / 低次元化 / 極柔軟構造物 / 拘束系 / モード合成法 / 極柔軟梁 / 運動制御 / 柔軟マルチボディダイナミクス / multibody dynamics / 振動制御
研究概要

本研究は,大変形と大回転を伴う極めて非線形性の強い極柔軟体の制御系設計のために,高精度,かつ,低次元のモデル化手法を開発することを目的に,【1】曲げ捩りせん断および軸変形を考慮した非線形梁および非線形板へモード合成法を適用する自由度低減モデルの開発とその検証,【2】開発したモデルを用いた大変形と大回転を伴う極柔軟体の制御系の試設計,を行った.その結果,【3】非線形性の強い極柔軟梁と板に対する低次元モデルが計算精度を保持しながら,システムの自由度を低減できること,【4】提案した自由度低減モデルが床体操のように大回転と大変形を伴いながら移動するロボットの制御に適用可能であることを示した.

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (28件)

  • [雑誌論文] モード合成法によるANCF 3次元梁の自由度の低次元化(24自由度梁要素について)2014

    • 著者名/発表者名
      門倉皓介,小林信之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 80-814(印刷中) ページ: 1-12

    • NAID

      130005004879

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] モード合成法を用いたANCF板のシステム行列の自由度縮小2014

    • 著者名/発表者名
      岡澤佑弥,小林信之,鳥阪綾子
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 80-813 ページ: 1-12

    • NAID

      130004728615

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] モード合成法を用いたANCF板のシステム行列の自由度縮小2014

    • 著者名/発表者名
      岡澤 佑弥,小林 信之,鳥阪 綾子
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 80

    • NAID

      130004728615

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中立軸に沿った平均軸ひずみ評価によるANCF梁要素の軸弾性力の精度向上2013

    • 著者名/発表者名
      和後翼,小林信之,菅原佳城
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 79-804 ページ: 2704-2713

    • NAID

      130003375140

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 薄肉円筒液体容器の周方向波数が高さ方向に変化する振動モードに関する考察2013

    • 著者名/発表者名
      永井裕二,村松幸治,小林信之,鳥阪綾子
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 79-776 ページ: 1321-1330

    • NAID

      130003375048

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 中立軸に沿った平均軸ひずみ評価によるANCF梁要素の軸弾性力の精度向上2013

    • 著者名/発表者名
      和後 翼,小林 信之,菅原 佳城
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 79 号: 804 ページ: 2704-2713

    • DOI

      10.1299/kikaic.79.2704

    • NAID

      130003375140

    • ISSN
      0387-5024, 1884-8354
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 薄肉円筒液体容器の周方向波数が高さ方向に変化する振動モードに関する考察2013

    • 著者名/発表者名
      永井 裕二,村松 幸治, 小林 信之,鳥阪 綾子
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集,C編

      巻: 79 ページ: 1-10

    • NAID

      130003375048

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 極柔軟梁の大変形制御2013

    • 著者名/発表者名
      坂本渉,小林信之,鳥阪綾子
    • 学会等名
      日本機械学会機械力学・計測制御部門講演論文アブストラクト集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] モード合成法を用いたANCF板要素のシステム行列の自由度縮退2013

    • 著者名/発表者名
      岡澤佑弥,小林信之,鳥阪綾子
    • 学会等名
      日本機械学会機械力学・計測制御部門講演論文アブストラクト集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 周方向波数が高さ方向に変化する振動モードが励起される薄肉円筒液体容器の地震応答2013

    • 著者名/発表者名
      永井裕二,小林信之,鳥阪綾子
    • 学会等名
      日本機械学会機械力学・計測制御部門講演論文アブストラクト集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 配管に接続されたベローズ管に地震時に生じる係数励振振動2013

    • 著者名/発表者名
      寄木諄也,小林信之,鳥阪綾子,渡邉昌宏
    • 学会等名
      日本機械学会機械力学・計測制御部門講演論文アブストラクト集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 円筒タンクのロッキング時底板浮上り特性に及ぼす円筒断面変形の影響2013

    • 著者名/発表者名
      滝沢翔,小林信之,鳥阪綾子
    • 学会等名
      日本機械学会機械力学・計測制御部門講演論文アブストラクト集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Passive Control of Liquid Sloshing on Floating Roof Tank with Multi Dynamic Absorber2013

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, N., Sato, T. and Torisaka, A.
    • 学会等名
      ASME IPVP
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 圧電素子とNIC回路による摺動部を持たない跳躍機構の開発2012

    • 著者名/発表者名
      田嶋大地,菅原佳城,鳥阪綾子,小林信之
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会,CD-ROM講演論文集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 薄肉円筒液体容器における周方向波数が液面近傍で変化する振動モードの計測2012

    • 著者名/発表者名
      永井裕二,村松幸治,小林信之,鳥阪綾子
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会,CD-ROM講演論文集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 圧電素子を用いたフレキシブルリンクマニピュレータの受動制振制御2012

    • 著者名/発表者名
      小島玲央,菅原佳城,鳥阪綾子,小林信之
    • 学会等名
      22th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of hopping robot with negative stiffness switching circuit via piezo electric element2012

    • 著者名/発表者名
      Tajima, D., Sugawara, Y., Kobayashi N. and Torisaka, A.
    • 学会等名
      Proceedings of 6th Asian Conference on Multibody Dynamics
    • 発表場所
      (CD-Rom)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Reduction of Degrees of Freedom in Three-dimensional ANCF Beam Element by Higher Order Shape Function2012

    • 著者名/発表者名
      Sugiura,T., Ichikawa, S., Kobayashi, N., Sugawara, Y. and Torisaka, A.
    • 学会等名
      Proceedings of 6th Asian Conference on Multibody Dynamics
    • 発表場所
      (CD-Rom)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 平均軸ひずみ測定の改良によるANCF梁要素における軸弾性力計算精度向上2011

    • 著者名/発表者名
      和後翼,小林信之,菅原佳城
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会,CD-ROM講演論文集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 拘束モードを用いたANCF梁要素2011

    • 著者名/発表者名
      小林信之,市川章太,杉浦拓夢,菅原佳城
    • 学会等名
      21th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Improvement on Evaluating Axial Elastic Force in Bernoulli-Euler Beam Based on the Absolute Nodal Coordinate Formulation by Accurate Approximation of Mean Axial Strain2011

    • 著者名/発表者名
      Wago, T., Kobayashi, N., and Sugawara, Y.
    • 学会等名
      Proceedings of 8th International Conference on Multibody Systems, Nonlinear Dynamics, and Control
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 拘束モードを用いたANCF梁要素2011

    • 著者名/発表者名
      小林信之,市川章太,杉浦拓夢,菅原佳城
    • 学会等名
      Astrodynamics and Flight Mechanics
    • 発表場所
      宇宙航空研究開発機構相模原キャンパス(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement on Evaluating Axial Elastic Force2011

    • 著者名/発表者名
      T. Wago, N. Kobayashi and Y. Sugawara
    • 学会等名
      Multibody Systems, Nonlinear Dynamics and Control
    • 発表場所
      Hyatt Regency on Capitol Hill (Washington, D.C., USA)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 平均軸ひずみ測定の改良によるANCF梁要素における軸弾性力計算精度向上2011

    • 著者名/発表者名
      和後翼,小林信之,菅原佳城
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Passive Control of Liquid Sloshing on Floating Roof Tank with Multi Dynamic Absorber

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Kobayashi, Tomohiro Sato and Ayako Torisaka,
    • 学会等名
      American Society of Mechanical Engineers
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 円筒タンクのロッキング時底板浮上り特性に及ぼす円筒断面変形の影響

    • 著者名/発表者名
      滝沢 翔, 小林 信之,鳥阪 綾子
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      福岡,九州産業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 配管に接続されたベローズ管に地震時に生じる係数励振振動

    • 著者名/発表者名
      寄木 諄也, 小林 信之,鳥阪 綾子,渡邉 昌宏
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      福岡,九州産業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 周方向波数が高さ方向に変化する振動モードが励起される薄肉円筒液体容器の地震応答

    • 著者名/発表者名
      永井 裕二,小林 信之,鳥阪 綾子
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      福岡,九州産業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] モード合成法を用いたANCF板要素のシステム行列の自由度縮退

    • 著者名/発表者名
      岡澤 佑弥,小林 信之,鳥阪 綾子
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      福岡,九州産業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 極柔軟梁の大変形制御

    • 著者名/発表者名
      坂本 渉,小林 信之,鳥阪 綾子
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      福岡,九州産業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Reduction of Degrees of Freedom in Three-dimensional ANCF Beam Element by Higher Order Shape Function

    • 著者名/発表者名
      Takumu Sugiura, Syota Ichikawa, Nobuyuki Kobayashi, Yoshiki Sugawara and Ayako Torisaka
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Multibody Dynamics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of hopping robot with negative stiffness switching circuit via piezo electric element

    • 著者名/発表者名
      Daichi Tajima, Yoshiki Sugawara, Nobuyuki Kobayashi and Ayako Torisaka
    • 学会等名
      6th Asian Conference on Multibody Dynamics
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧電素子を用いたフレキシブルリンクマニピュレータの受動制振制御

    • 著者名/発表者名
      小島玲央,菅原佳城,鳥阪 綾子,小林信之
    • 学会等名
      22th Workshop on JAXA Astrodynamics and Flight Mechanics
    • 発表場所
      相模原,神奈川
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 薄肉円筒液体容器における周方向波数が液面近傍で変化する振動モードの計測

    • 著者名/発表者名
      永井 裕二,村松 幸治, 小林 信之,鳥阪 綾子
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      金沢,石川
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧電素子とNIC回路による摺動部を持たない跳躍機構の開発

    • 著者名/発表者名
      田嶋大地,菅原佳城,鳥阪 綾子,小林信之
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      金沢,石川
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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