| 研究課題/領域番号 |
17K06284
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| 研究機関 | 豊田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
兼重 明宏 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70224615)
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| 研究分担者 |
野田 善之 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60426492)
上木 諭 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (50467213)
三好 孝典 長岡技術科学大学, 技術経営研究科, 教授 (10345952)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 天井クレーン / 液体タンク / 搬送制御 / ２自由度制御系 / 制振制御 / 液面振動 |
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| 研究実績の概要 |
遠隔地から操作を行い，タンク内の液体振動を抑え，且つ，目的地に短時間で自動的に障害物を回避し搬送を行う「安全性と操作性を考慮した遠隔運転天井クレーン液体タンク搬送システムの開発」のために次のことを行った．（１）天井クレーンのオペレータからの２次元搬送操作入力を可能にする入力デバイスの製作を行い，液体振動抑制を行う搬送制御系の設計をして，その制御系の有効性を検証した．搬送制御系は，ノッチフィルタを用いたフィードフォーワード制御系と液位やロッド長変化に対応可能なロバスト制御系を用いた２自由度制御系である．（２）制御系の有効性の検証については，タンク形状の変化，ロッド長さの変化に対するロバスト性の検証とともに，障害物回避のための制御系の操作性について検証を行った．搬送制御系は，通常の操作を行うには問題が無かったが，位置決めを行うための細かな入力を与えた場合に対して，振動的な挙動をすることがわかった．これを解決する方法として，入力デバイスの感度を下げる方法などがあるが，理論的な解決には至っていない．（３）最適な障害物回避計画手法として，スタートとゴールを与え，障害物回避と荷振れを考慮したオンデマンド搬送軌道計画法を開発した．また，クレーンシステムの制約を満たしながら，障害物回避，振動抑制，高速移動を可能にした人口ポテンシャル法と逐次二次計画法を用いた高速移動軌道計画法を提案した．一方，（４）振動抑制軌道生成法として，S字曲線コマンドを用い，天井クレーンのアクチュエータの最大速度と最大加速度を考慮した最短時間最適化手法によりオンライン天井クレーン振動抑制軌道生成法を提案した．（５）遠隔制御については，従来提案しているバイラテラル制御手法を用い，上記（１）の搬送制御系で実施できることを確認した．今後の課題として，実用化を目指すことが上げられる．
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