【研究分野】制御・システム工学

【研究領域課題番号】16H02352 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

制御工学 / 運動解析 / 個別要素法 / 農業機械 / モデル化

【研究成果の概要】

本研究では，農作業の自動化を念頭に，土中で運動する剛体と土の相互作用を考慮し，効率的な運動制御を実現するための方法の構築を目指した．これは，申請者らが開発したホウレンソウ自動収穫装置の中核をなす基礎技術である．具体的には，土中を進行する根切り刃の経路追従制御を対象に，設定経路と土の反力の関係の明確化，反力を低減化させる経路生成方法の提案，実験装置による評価実験による検証，および自動収穫装置実機による揺動抑制制御の実験検証を行った．これらの結果により，農業機械において土と剛体運動の相互作用を伴う場合の自動制御技術の構築に資する成果を得ることが出来た．

【研究の社会的意義】

農業分野における自動制御技術の応用は，当該分野の技術の発展に寄与するものである．これまで，このような境界領域の課題に対するアプローチは非常に少ない状況であった．その一因は，土の条件が様々に変化すると共に，剛体運動時の土の動作解析が極めて難しいという背景が有った．これに対して，本研究はこの問題に正面からアプローチした．具体的には，土中における剛体運動の自動制御の高性能化を目的として，土と剛体の相互作用の解析，より適切な運動経路の生成やその考え方などを明確化した．これらの成果は，今後の農業分野における制御技術応用の基礎となり得る．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2021-03-31

【配分額】44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円)

【研究分野】機械力学・制御

【研究領域課題番号】26289053 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エネルギー効率化 / 環境調和型 / 制御工学 / モデル化 / 騒音低減 / 振動現象 / 燃焼 / 化学反応 / 機械力学 / エネルギー高効率化 / 機械力学・制御 / 計算法

【研究成果の概要】

バイオ燃料の活用やエコモビリティの実現に向けては，小型エネルギー変換機器の高効率化と環境性能の両立は必須条件である。本研究では，①天然ガス，バイオガス，石炭ガス等を燃料とする小型発電用ガスタービン，②バイオガスと液体燃料の両方を燃料とするデュアルフューエル自動車用レシプロエンジン，③ジェット燃料やバイオ燃料を燃料とする小型ターボジェットエンジンを対象に，高効率化と環境性能の両立実現の障壁となっている①燃焼振動対策，②計算負荷の軽いリアルタイム制御アルゴリズム，③ノズルから放出される騒音低減デバイス開発について，化学反応を絡めた新しい視点から各機関に内在する動的問題の解決策を提案した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】制御工学

【研究領域課題番号】24560552 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

制御理論 / システム同定 / 制御工学 / 音響工学 / モデル化 / システム同定理論 / 立体音響 / 頭部伝達関数 / 多変数システム同定 / 同定入力設計 / 多入力多出力同定

【研究成果の概要】

前方や後方，上下などのさまざまな方向からの音を再現する立体音響を実現するためには，人間の頭部伝達関数を推定する必要がある。従来，音響信号処理の分野では，TSP（Time Stretched Pulse）信号を用いて頭部伝達関数を求めていたが，この方法では多方向の頭部伝達関数を一つひとつ測定しなければならず，測定に長時間を有していた。本研究では，制御工学の分野で研究が進められている多変数システム同定理論を用いて頭部伝達関数を推定する新しい方法を提案した。57方向の三次元空間多方向同時推定実験を行い，得られたデータを用いて頭部伝達関数のモデリングを行い，提案法の有効性を確認した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)

【研究分野】制御工学

【研究領域課題番号】21760324 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

同期制御 / アファインシステム / ネットワーク制御 / 制御工学 / モデル化 / 同期 / 分散制御

【研究成果の概要】

本応募研究では,制御器としての振動子ネットワークにおける個々の振動子を区分的アファインシステムとして低次元化することによって,パターン制御機構を本質を保存した低次元フィードバック系として表し,周期的・振動的システムが環境変化に対して安定(適応)的に周期運動を維持するメカニズムと制御手法の構築した.また,個々の振動子が分岐現象を起こす可能性のある場合,振動子ネットワーク全体において個々の分岐現象がどのような影響を及ぼしていくのか考察した.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)