時間軸の標本化と入力軸の量子化を考慮した次世代パワートレインのアクティブ振動制御

考虑时间轴采样和输入轴量化的下一代动力系统主动振动控制

• 批准号: 22K20396
• 负责人: 米沢 平成
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20396/
• 关键词: 自動車; パワートレイン; 振動制御; 標本化; 量子化

今年度では，本研究で取り扱う最適動的量子化器の設計手法を検討し，その有効性についてパワートレイン振動モデルを用いて確認した．まず，実車のデータやモデルを参考に，詳細なパワートレイン機構のモデル構造を確認した．本研究では，物理機能モデルというモデリングアプローチによって，実車のパワートレインをモデル化する．このアプローチは非線形性を含む制御対象の時変線形状態方程式を与えるものであり，得られたモデルは後の制御系設計や動的量子化器の設計に有効活用できる．また，制御入力の離散値制約についても，その縦軸の量子化幅の設定などを検討した．次に，離散値制約に対する制御系の検討を行った．具体的には，縦軸で制御入力の値が離散的になることによる影響を補償するために，先行研究で提案されている最適動的量子化器をパワートレインの振動制御系に応用した．特に，最適動的量子化器の係数行列には正則性に関する制約があり，適用対象によっては設計や安定性を妨げる．本研究では，この課題に対してパワートレインのモデリングによる対策が有効である点を確認した．最適動的量子化器を導入した制御系については，実車を想定したパワートレインのモデルに実装し，その有効性を確認した．特に，単純な静的量子化による結果と比較し，制御性能の点で優位性を確認した．また，パワートレインの非線形特性や機械制約を考慮した振動制御器の性能も確認した．時間軸の離散化による悪影響に対しては，サンプル値制御器の応用と改良を検討し，粗い制御周波数条件下でその性能傾向を精査した．上記と関連し，基礎となる成果は学会等で発表されている．

今年，我们研究了本研究中使用的最佳动态量化器的设计方法，并使用动力总成振动模型证实了其有效性。首先，我们参考实车数据和模型，确定了动力总成机构的详细模型结构。在这项研究中，我们使用称为物理功能模型的建模方法对实际车辆的动力系统进行建模。该方法为被控对象提供了包括非线性在内的时变线性状态方程，所得模型可以有效地用于后续控制系统设计和动态量化器设计。我们还考虑了关于控制输入的离散值约束的垂直轴上的量化宽度的设置。接下来，我们研究了离散值约束的控制系统。具体来说，为了补偿垂直轴上离散控制输入值的影响，我们将先前研究中提出的最优动态量化器应用于动力总成振动控制系统。特别地，最佳动态量化器的系数矩阵具有规律性约束，这可能会根据应用阻碍设计和稳定性。在这项研究中，我们证实动力总成建模是解决这个问题的有效方法。结合最优动态量化器的控制系统在模拟实际车辆的动力系统模型中实现，并证实了其有效性。特别是，我们将结果与简单静态量化进行了比较，并证实了其在控制性能方面的优越性。我们还确认了振动控制器的性能，该控制器考虑了动力总成的非线性特性和机械约束。为了解决时间轴离散化的负面影响，我们研究了样本值控制器的应用和改进，并检验了其在粗控频率条件下的性能趋势。与上述相关，基本成果已在学术会议和其他会议上公布。

项目成果

Experimental study of model-free vibration control based on a virtual controlled object considering parameter uncertainty of actuator

• DOI: 10.1177/09544062221140814
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science
• 作者: Ansei Yonezawa;Heisei Yonezawa;I. Kajiwara

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研究地图

Active Reduction of Transient Driveline Oscillations with Fuzzy Update Timings of Control Input

• DOI: 10.1109/iccma56665.2022.10011457
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: 2022 10th International Conference on Control, Mechatronics and Automation (ICCMA)
• 作者: Heisei Yonezawa;Ansei Yonezawa;Takashi Hatano;Shigeki Hiramatsu;C. Nishidome;I. Kajiwara

自動車駆動系の振動制御における離散値制約への対応の検討

汽车传动系统振动控制中离散值约束支持的考虑

• 发表时间: 2022
• 作者: 平田 将規;梶原 逸朗;米沢 平成;波多野 崇;佐藤 晶太;平松 繁喜;西留 千晶
• 通讯作者: 西留 千晶

Noise Tolerance of Online Self-Tuning Mechanism for Model-Free Vibration Controller Based on a Virtual Controlled Object

• DOI: 10.1109/iccma56665.2022.10011456
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: 2022 10th International Conference on Control, Mechatronics and Automation (ICCMA)
• 作者: Ansei Yonezawa;Heisei Yonezawa;I. Kajiwara