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2019 年度 実績報告書

履帯駆動系のオンオフ制御による自動操舵技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K18876
研究機関信州大学

研究代表者

千田 有一  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00345753)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
キーワード離散値入力 / 履帯車両 / 経路追従制御 / モデル予測制御
研究実績の概要

「(課題1) モデル予測制御ベースのオン/オフ切り替えを少なくした操舵制御による方法論の構築と実験検証」については,従来の方法を改良した方法を開発した.すなわち,切替回数の抑制ペナルティを考慮したモデル予測制御問題に定式化し,計算機シミュレーションでの性能検証に加え,履帯車両実験装置を用いた制御実験によってその性能を検証した.さらに,オンオフ駆動型の履帯車両制御に,時間軸状態制御系を応用する方法についても検討を行った.その結果,従前の方法をそのまま適用すると,制御性能が劣化することが判明し,それを改善する方法として時間軸のスケールをサンプル点ごとに変化させる新たな方法を提案した.この方法によれば,走行速度を一定とする必要が無いため,実用性の高い方法として提案することができた.新たに提案した方法の有効性は,計算機シミュレーションと制御実験によって検証を行った.これによって,課題1については,当初計画を大幅に上回る成果を得ることができた.次に,「(課題2) 制御対象の姿勢変動,圃場の勾配の影響を考慮した操舵制御方法の構築」については,実験環境を勾配をつけた形に改造し,評価試験を行った.サーボ型の経路追従制御法について検討を行い,オン/オフ型の離散値入力操作の場合、定常偏差無しでのサーボ型目標値追従制御の構成は原理的に困難と考えられるため,連続値入力の場合に比較して性能は劣化するものの,計算機シミュレーションによって一定の性能が得られた.さらに,「(課題3) 傾斜地における操舵実験を実施し,自動操舵制御技術の検証を行う」については,実験的に性能検証を行った.その結果,一定の性能が得られたものの,履帯の滑りに対する補償の必要性が明確化された.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Autonomous Travel of Lettuce Harvester using Model Predictive Control2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Mitsuhashi ,Yuichi Chida,Masaya Tanemura
    • 雑誌名

      IFAC PapersOnLine

      巻: 52-30 ページ: 155-160

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Autonomous Travel of Lettuce Harvester using Model Predictive Control2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Mitsuhashi ,Yuichi Chida,Masaya Tanemura
    • 学会等名
      IFAC AGRICONTROL 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] レタス収穫用履帯車両におけるモデル予測制御を応用した経路生成2019

    • 著者名/発表者名
      三橋朋也, 千田有一
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019 in Hiroshima
  • [学会発表] オンオフ駆動型履帯車両の直線追従制御性能の向上2019

    • 著者名/発表者名
      三橋朋也, 千田有一,種村昌也
    • 学会等名
      SICE中部支部シンポジウム2019
  • [学会発表] 入力の切替回数制約を考慮した評価関数の凸関数表現と履帯車両のモデル予測制御2019

    • 著者名/発表者名
      室伏拓馬, 千田有一
    • 学会等名
      SICE中部支部シンポジウム2019
  • [学会発表] 時間軸状態制御形における入力時間の補正によるオンオフ駆動型履帯車両の制御2019

    • 著者名/発表者名
      三橋朋也,林晴貴,千田有一,種村昌也
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
  • [学会発表] モデル予測制御に基づく離散値駆動型履帯車両の経路追従制御2019

    • 著者名/発表者名
      室伏拓馬,千田有一,林晴貴
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会

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公開日: 2021-01-27  

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