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2023 年度 実績報告書

生産方式の変革に対応した制御対象のモデルを使わない振動制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0066
配分区分基金
研究機関北海道大学

研究代表者

米沢 安成  北海道大学, 大学院工学研究院, 特任助教

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードアクティブ振動制御 / モデルフリー制御 / 最適化
研究実績の概要

初めに,1自由度系でモデル化されるアクチュエータのパラメータ及びモデルフリー振動制御を達成したい周波数帯域の上下限から,先行研究にて導出された設計条件に基づいて仮想構造物を設計した.続いて,アクチュエータ及び仮想構造物からなる2自由度系を基に,モデルフリー振動制御器を設計するための状態方程式を構築した.そして,構築した状態方程式に対して,非線形ロバスト制御法の1つであるスライディングモード制御理論を始めとした,様々なモデルベース制御理論に基づき,仮想構造物に基づくモデルフリー制御器を構成した.
次に,次世代型生産方式であるダイナミックセル生産方式における,産業ロボットの振動問題の解決を見据え,上記モデルフリー振動制御系のオンラインチューニング手法を検討した.具体的には,計算効率の高い確率的最適化法を活用し,実制御対象の制振点における振動応答(観測出力)に基づくモデルフリー制御器のオンライン最適化機構を構築した.本年度は,生産設備の長期稼働に伴う制振用アクチュエータの経年変化を始めとした,実システムでの使用を想定した様々な条件下における提案手法の有効性を検証した.加えて,スライディングモード制御器における切換入力の平滑化法の改良や,最適化機構の微調整など,提案手法の性能の更なる向上方法を精査・考察した.
上記と関連し,得られた成果は,査読付き国際誌における学術論文,及び学術会議において発表されている.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Efficient Tuning Scheme of Mode-Switching-Based Powertrain Oscillation Controller Considering Nonlinear Backlash2023

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa Heisei、Yonezawa Ansei、Kajiwara Itsuro
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 93935~93947

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2023.3310540

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental verification of active damping of powertrain vibrations with simple fuzzy logic compensation for time-varying control period2023

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa Heisei、Yonezawa Ansei、Hatano Takashi、Hiramatsu Shigeki、Nishidome Chiaki、Kajiwara Itsuro
    • 雑誌名

      Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering

      巻: Online first ページ: -

    • DOI

      10.1177/09544070231178103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient parameter tuning to enhance practicability of a model-free vibration controller based on a virtual controlled object2023

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa Ansei、Yonezawa Heisei、Kajiwara Itsuro
    • 雑誌名

      Mechanical Systems and Signal Processing

      巻: 200 ページ: 110526~110526

    • DOI

      10.1016/j.ymssp.2023.110526

    • 査読あり
  • [学会発表] 仮想構造物を導入した階層構造物のモデルフリー振動制御2023

    • 著者名/発表者名
      吉川 元人, 米沢 安成, 福嶋 祐人, 米沢 平成, 梶原 逸朗
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2023
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/an03sei16

  • [備考] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Ansei-Yonezawa-2

  • [備考] Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=GvTCPrEAAAAJ&hl=ja&oi=ao

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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