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2021 年度 実績報告書

離散値制御の課題解決による実用的な機械制御方法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 21H01350
配分区分補助金
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)

研究分担者 種村 昌也  信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (10846885)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード制御工学
研究実績の概要

離散値制御における過渡応答において,チャタリングのような頻繁な操作量の切り替えが発生する場合には,機器耐久性の観点で望ましくない。そこで,制御性能を保ちつつ切り替え頻度を低減化するために,「【課題1】操作量の切り替え回数の抑制制御の構築」に取り組んだ。その結果,2次形式評価関数に基づいた切り替え則と,切り替え回数の抑制を意味する状態変数の拡張による制御対象表現の併用によって,非常に簡便な形で操作量の切り替えと制御性能のトレードオフを取ることができることを示し,計算機シミュレーションおよび実験によって検証した。この結果は,オンオフ駆動における車両走行制御において,各種走行制御性能の改善方法として利用することが出来る。
一方,一定目標値に追従させるサーボ問題では,定常状態において操作量の頻繁な切り替えが発生する。これは積分補償のための操作量分解能不足に伴う必然的な結果であり,切り替え頻度の低減化とは異なった意味の本質的な課題である。この観点に関する課題である「【課題2】サーボ問題における定常応答の改善方法の構築」について取り組んだ。まず,空圧式除振台を対象とした取組において,マルチレート制御を併用した方法を開発し,計算機シミュレーションおよび実験によってその効果を検証した。その成果については,日本機械学会の学術論文として採録された。さらに,熱交換器制御についても同様の考え方による方法を開発し,計算機シミュレーションによって検証した結果を計測自動制御学会にて研究発表を行った。そのほか,スロバキア工科大学との共同研究を実施し,国際会議にて研究成果の発表を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の研究計画に沿って進めることができており,一定の研究結果を得ている。さらに学術誌への投稿や学会発表を行い,一部の論文は採録に至っている。

今後の研究の推進方策

当初の研究計画に沿って進めることで,研究目標を達成した研究成果を得ることに尽力する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件)

  • [国際共同研究] スロバキア工科大学(スロバキア)

    • 国名
      スロバキア
    • 外国機関名
      スロバキア工科大学
  • [雑誌論文] Undershoot Response Analysis for a Circular Path-Following Vehicle Control Based on Zeros in the Time-State Control Form2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nakata, Masaya Tanemura and Yuichi Chida
    • 雑誌名

      SICE International Symposium on Control Systems 2022

      巻: 1 ページ: 1-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Undershoot Responses of Circular Path-Following Control for a Vehicle Based on Time-State Control Form2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nakata, Masaya Tanemura, Yuichi Chida
    • 雑誌名

      IFAC Papers OnLine

      巻: 54 ページ: 66-71

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental verification of multirate and Model Predictive Control for discrete-valued control systems2021

    • 著者名/発表者名
      Nijihiko Ishihara, Yuichi Chida, Masaya Tanemura
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 8-5 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1299/mej.21-00043

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 入力時間補正を用いたオンオフ駆動型履帯車両のサーボ制御2021

    • 著者名/発表者名
      三橋朋也,千田有一,種村昌也
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 57-6 ページ: 1-11

    • DOI

      10.9746/sicetr.57.293

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Robust Setpoint Tracking of a Linear System with Discrete Actuators2021

    • 著者名/発表者名
      Michaela Horvathova, Nijihiko Ishihara, Juraj Oravec, Yuichi Chida
    • 雑誌名

      2021 23rd International Conference on Process Control (PC)

      巻: 1 ページ: 229-236

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] モデル予測制御を用いたオンオフ駆動型空圧式除振台の目標値追従制御2022

    • 著者名/発表者名
      寺田 昇平,千田 有一,種村 昌也
    • 学会等名
      計測自動制御学会第9回制御部門マルチシンポジウム(MSCS2022)
  • [学会発表] 人工ポテンシャル法を用いた局所的な障害物回避と実験検証2022

    • 著者名/発表者名
      松下 太一,種村 昌也,千田 有一
    • 学会等名
      計測自動制御学会第9回制御部門マルチシンポジウム(MSCS2022)
  • [学会発表] 人工ポテンシャル法に基づく局所的な障害物回避と平行二輪車両の経路生成2021

    • 著者名/発表者名
      松下太一,三橋朋也,種村昌也,千田有一
    • 学会等名
      Proceedings of the 2021 JSME Conference on Robotics and Mechatronics
  • [学会発表] 離散値駆動型履帯車両の2自由度制御による直線追従の即応性の改善2021

    • 著者名/発表者名
      山田宙輝,千田有一,種村昌也
    • 学会等名
      SICE中部支部シンポジウム&若手研究発表会2021
  • [学会発表] デューティー比の変更による離散値制御系の定常応答改善2021

    • 著者名/発表者名
      小又啓史,千田有一,種村昌也,Juraj Oravec
    • 学会等名
      SICE中部支部シンポジウム&若手研究発表会2021
  • [学会発表] 車両の円経路追従制御における実験装置を用いた逆振れ応答の検証2021

    • 著者名/発表者名
      仲田凌,千田有一,種村昌也
    • 学会等名
      SICE中部支部シンポジウム&若手研究発表会2021
  • [学会発表] 車両の円経路追従制御における逆振れ現象の零点に着目した解析2021

    • 著者名/発表者名
      仲田 凌,千田 有一,種村 昌也
    • 学会等名
      第22回システムインテグレーション部門講演会(SI2021)

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公開日: 2023-12-25  

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