履帯駆動系のオンオフ制御による自動操舵技術の構築

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K18876
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電気電子工学およびその関連分野
• 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 / モデル予測制御 / 経路追従制御

研究成果の概要

本研究では，左右それぞれの履帯をオンとオフの2値を切り替えて駆動する方式の履帯車両の制御問題を考える．十分な制御性能を確保するためには，操作量が2値に制約される条件下での制御系設計が必要である．研究成果として，モデル予測制御と時間軸状態制御系に基づき，オン／オフ切り替えを少なくした操舵制御方法の提案，オンオフ駆動型の系にも適用可能なサーボ系設計方法の提案，進行速度変動を伴う運動制御のための時間軸状態制御系の補正方法の提案，レタス自動収穫装置を想定した適用検討，傾斜地での制御性能評価を行った．これにより，当初の研究計画で期待した以上の成果を得ることができ，目標を達成できた．

自由記述の分野

制御工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

左右それぞれの履帯をオンとオフの2値を切り替えて駆動する方式の履帯車両は，農業機械などの安価なシステムで多用される．そのため，それらのシステムに搭載可能な程度に簡便な制御方法を実現することは，自律走行車両の普及に必要である．一方，それらの制御方法として，特にサーボ系の設計方法の構築が必要となる．本研究では，モデル予測制御と時間軸状態制御系を併用し，期待した性能を実現する制御系設計方法の構築を目指した．その結果，サーボ系設計方法の提案を含めた幾つかの実用的な知見を見出すことができた．これにより，学術的にも社会応用の意味でも実現可能性を示すことができた．