速度不連続な参照軌道に追従可能な衝撃力印加形モータとその制御系設計開発

【研究の成果】２０２２年度における研究の成果としては，プロトタイプの製作がほぼ完了したことである。また，過去に試作したプロトタイプの設計に誤りがあり，検証したい特性が測定できる装置となっていなかったことを明らかにできた。また，同装置を精度良くシステム同定できるような理論を整備している。【具体的内容】過去に製作したプロトタイプでは，衝撃力のエネルギーが散逸しないようにモータ軸の剛性を高めることに注力して作られていた。また，衝撃力のエネルギーを衝突部の球体の弾性変形することにより反発力を得られる思想で設計していたが，これが誤りであることがわかった。今回製作したプロトタイプでは，衝撃力を剛性が低い板バネで受け止めることで，板ばねにエネルギーが集中できるため，その後のエネルギー散逸を防ぐ構造となっている。次に，システム同定の理論構築であるが，これを必要とした背景として，本装置は衝撃力を扱うために通常の長時間の制御入力を印加できないため一般的に用いられている周波数掃引などの手法が使えないためシステム同定が非常に困難である。つまり，過渡状態でのシステム同定しか手段がないこととなる。本手法では時間応答のみから周波数特性の精度を推定できる方法であるため，本研究のシステムに対する同定手法として適している。本手法は，本研究のみらなず一般的な短時間測定のシステム同定にも適用可能であることから，非常に活用範囲が広く，重要性が高いと考えている。

【研究の成果】２０２２年度における研究の成果としては，プロトタイプの製作がほぼ完了したことである。また，過去に試作したプロトタイプの設計に誤りがあり，検証したい特性が測定できる装置となっていなかったことを明らかにできた。また，同装置を精度良くシステム同定できるような理論を整備している。【具体的内容】過去に製作したプロトタイプでは，衝撃力のエネルギーが散逸しないようにモータ軸の剛性を高めることに注力して作られていた。また，衝撃力のエネルギーを衝突部の球体の弾性変形することにより反発力を得られる思想で設計していたが，これが誤りであることがわかった。今回製作したプロトタイプでは，衝撃力を剛性が低い板バネで受け止めることで，板ばねにエネルギーが集中できるため，その後のエネルギー散逸を防ぐ構造となっている。次に，システム同定の理論構築であるが，これを必要とした背景として，本装置は衝撃力を扱うために通常の長時間の制御入力を印加できないため一般的に用いられている周波数掃引などの手法が使えないためシステム同定が非常に困難である。つまり，過渡状態でのシステム同定しか手段がないこととなる。本手法では時間応答のみから周波数特性の精度を推定できる方法であるため，本研究のシステムに対する同定手法として適している。本手法は，本研究のみらなず一般的な短時間測定のシステム同定にも適用可能であることから，非常に活用範囲が広く，重要性が高いと考えている。