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Systematic vibration control method to simultaneous control multiple active controlled casters

同时控制多个主动控制脚轮的系统振动控制方法

基本信息

批准号：
21K14111
负责人：
須田敦
金额：
$ 3万
依托单位：
Nara National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14111/
关键词：
キャスター振動制御メカトロニクス輸送機器台車

项目摘要

医療現場では新生児を高次医療施設まで搬送する保育器，製造業では半導体や精密機器，などの振動や衝撃を嫌う物品の運搬・搬送の場面では，路面の突起乗越えなどの外乱の影響を伝達しない手法にニーズがある．本研究は，台車のキャスターに焦点を当てている．キャスターは，1)路面上突起を乗り越える際の車台に伝わる衝撃力を緩和する揺動アーム，2)突起乗り越え後に発生する残留振動を制御するためのボイスコイルモータ，を搭載した能動制御キャスターである．実用的な台車に近づけるため，この能動制御キャスターを4個搭載した能動制御台車を開発している．制御工学における多入力単一出力制御システムの安定化問題を解決する．能動制御台車走行時の基礎的な振動抑制性能を確認するための走行実験環境を構築した．走行実験では押出装置を用いて約550 mm/sで台車を走行させた．JIS B8923 産業用キャスターに準じて半径2.5 mmの半円突起を乗り越えた．車台中央に取り付けた加速度センサの鉛直軸方向の加速度を用いて振動抑制性能を評価した．鉛直軸方向の加速度応答を制御ありとなしで比較すると，最大で3分の1程度に低減することが確認できた．しかし残留振動の収束時間を制御ありとなしで比較すると，ほとんど変化がないことが確認できた．これより突起乗り越え後の残留振動の抑制のためには4輪すべての同時制御が必要であることが明らかになった．また，制御ゲインを高めるため制御周期の高速化が必要であることが明らかになった．

Medical field: new generation of advanced medical facilities, transportation of incubators, manufacturing of semiconductors, precision machinery, vibration, shock, transportation of articles, transportation of road surface protrusions, impact of external disturbances, transmission of methods, etc. This study focuses on the car's development. 1) The impact force of the bump on the road surface is reduced; 2) The residual vibration generated after the bump is removed is controlled; 3) The vibration is controlled. The active control vehicle is equipped with four active control vehicles. To solve the stabilization problem of multi-input power system in control engineering. To confirm the basic vibration suppression performance of the active control trolley when traveling, and to construct the traveling environment. The carriage runs at a speed of about 550 mm/s.JIS B8923 Industrial carriage runs at a radius of 2.5 mm and a protrusion runs at a speed of about 550 mm. The acceleration in the vertical direction of the platform center is used to evaluate the vibration suppression performance. The acceleration in the vertical axis direction is controlled by comparison, and the maximum is 3 minutes and the decrease is 1 minute. The residual vibration of the beam is controlled by comparison. It is clear that simultaneous control of 4 rounds of vibration is necessary to suppress the residual vibration after the protrusion passes. It is necessary to speed up the control cycle of the system.