スラスタ駆動式水中回転弾性アームの位置決め制御

推进器驱动水下旋转弹臂的定位控制

• 批准号: 05750229
• 负责人: 川島 豪
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kanagawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750229/
• 关键词: 水中ロボット; マニピュレータ; 位置決め; スラスタ; 最適制御理論; 柔軟構造物

DCモータなどにより回転軸にトルクをかけてアームを回転させる従来の水中アームでは、付加質量による慣性力や速度の2乗に比例する流体抗力などの大きな流体力によりアーム付け根に大きな曲げ応力が生じてしまう。そこで本研究では、アーム先端付近に取り付けられたスラスタにより最大曲げ応力を抑えてアームを回転させるスラスタ駆動式水中回転弾性アームを提案し、その位置決め制御システムの設計手法を最適制御理論をもとに確立した。さらに、水中回転弾性アーム模型を製作し、パソコンを中心に制御システムを構築、位置決め制御実験を行い、開発された制御システムの有効性を確認した。本研究により得られた主な成果を以下に示す。1.長さ0.8m、外径19mm、内径17mmのアルミ製アームを1秒以内に90度位置決めさせることを目標に最大推力が30Nのスラスタを製作した。スラスタの推力が大きくなり制御時間が短くなるにしたがい、スラスタの動特性が無視できなくなることが明らかになった。そこで、スラスタの動特性を表す式をスクリューに関する運動量理論、トルクと流体抵抗の関係などより導き、スラスタモデルを確立した。そしてモデルの妥当性をステップ応答実験により確認し、モデルの係数をステップ応答実験より決定する方法を開発した。2.計算機シミュレーションおよび制御実験より、スラスタモデルに最適制御理論を適用するための線形化は最大推力の1/2のところに注目して行えばよいことが明らかになり、スラスタモデルの線形化手法を確立した。そしてスラスタの動特性を考慮することにより水中アームを速やかに位置決めさせられることを確認した。3.スラスタ駆動式水中回転弾性アームの場合、収束時間がほぼ同じである回転軸駆動式に比べ、アームに生ずる最大曲げ応力を約1/4に抑えられることが明らかになった。

The DC said that it was necessary to increase the amount of pressure in the water, the speed of sexual force, the ratio of fluid resistance, the strength of fluid, the force of fluid, the force of fluid. In this study, the front end of this study paid a lot of money to make sure that the maximum force of the device, the maximum force, the pressure, the position, the position, the position, The operation of the model, the operation of the model, the control of the vehicle, the location of the vehicle, and the verification of the system. The results of this study are shown below. 1. The length is 0.8m, the outer diameter 19mm, the inner diameter is less than 1 second, the position is 90 degrees, the maximum thrust is 30N, the maximum thrust is 30N. There is a large amount of force in the system, and there is no monitoring of the dynamic characteristics of the system. The formula of the table of dynamic characteristics is based on the theory of dynamics, the theory of fluid resistance, the accuracy of fluid resistance, and the accuracy of mechanical properties. Please make sure that the confirmation is confirmed and that the decision method is open. two。 The computer is responsible for the control and control of the system. The theory of the system uses the maximum thrust of the system to make sure that the maximum thrust of the system is 1. The maximum thrust of the system is 1. The location of the vehicle in the water is located in the water. The location of the vehicle is in the water. 3. The maximum bending force is about 1 ppm, the maximum bending force is about 1 ppm, the maximum bending force is about 1 ppm.