6自由度アクティブ吸振器付き自律移動型搬送車による液体タンクの制振搬送制御

使用带有 6 自由度主动减振器的自主移动运输车对液罐进行减振运输控制

• 批准号: 14750161
• 负责人: 濱口 雅史
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Shimane University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750161/
• 关键词: アクティブ吸振器; 自律移動型搬送車; 液体タンク; スロッシング; 球面振子; 制振搬送制御

1.自律移動型搬送車の経路計画と障害物回避静的障害物のある環境下で最短搬送経路を遺伝的アルゴリズムを用いて決定した。遺伝子列として、スタートからゴールまでに経由する中間点のx,y座標値をとり、適応度としては延べ搬送距離を与えるが、障害物に接触するような経路に対してはペナルティを与えてその適応度を劣化させた。次に、動的障害物も存在する環境下での障害物回避アルゴリズムをファジィ理論を用いて構築した。動的障害物の行動パターンを未知とし、過去の行動パターン情報から未来の行動パターンを推定して障害物回避を行った。障害物回避行動は、障害物と搬送車の距離と相対速度を考慮して決定した。さらに、液面振動の制振を考慮して回避行動を行うアルゴリズムも構築した。2.アクティブ吸振器の制御系設計液面振動を制振させるため、液位センサからの出力をもとに液体タンクの姿勢を制御した。制御系としては、最適サーボ系を用い、液体タンク系の状態推定にはカルマンフィルタを用いた。搬送車の加速度を、搬送車モデルと走行距離からカルマンフィルタを用いて推定することができた。搬送車の加速度を未知外乱として従来扱ってきたが、搬送車の加速度情報を利用して液体タンク系の状態推定を行うことにより、良好な状態推定が可能となった。3.制御シミュレーションおよび制御実験自律移動型搬送車の経路計画と障害物回避に関しては、制御シミュレーションにより有効性を確認した。アクティブ吸振器の制振性能については、直線経路の搬送制御実験により、その有効性を確認した。

1.自主移动运输车的路径规划和避障在有静态障碍物的环境中使用遗传算法确定最短运输路线。作为基因序列，取从起点到目标经过的中间点的x和y坐标值，并给出总运输距离作为适应度，但对接触障碍物的路线给予惩罚减少。健康。接下来，我们在动态障碍物存在的环境下，利用模糊理论构建了避障算法。假设动态障碍物的行为模式是未知的，根据过去的行为模式信息估计未来的行为模式以避开障碍物。通过考虑障碍物与运输车辆之间的距离和相对速度来确定避障行为。此外，还构建了一种算法，通过考虑液体表面振动的阻尼来采取规避行动。 2 主动减振器控制系统设计 为了抑制液位振动，根据液位传感器的输出来控制液罐的姿态。采用最优伺服系统作为控制系统，并使用卡尔曼滤波器来估计液罐系统的状态。可以使用卡尔曼滤波器根据引导车辆模型和行驶距离来估计引导车辆的加速度。传统上，运输车辆的加速度被视为未知干扰，但是通过利用运输车辆的加速度信息来估计液体罐系统的状态，可以准确地估计液体罐系统的状态。 3.控制仿真与控制实验通过控制仿真验证了自主移动导引车路径规划和避障的有效性。通过线性路径输送控制实验证实了主动减振器减振性能的有效性。

项目成果

Shin'ichiro Kimura: "Damping Control of Liquid Container by a Carrier with Dual Swing Type Active Vibration Reducer -Active Damping Control Using an Optimal Servo System-"Proceedings of the SICE Annual Conference 2002. (CD-ROM). TM17-3 (2002)

Shinichiro Kimura：“通过带有双摆动型主动减振器的载体对液体容器进行阻尼控制-使用最佳伺服系统的主动阻尼控制-”2002年SICE年会记录。（CD-ROM）。

木村慎一郎, 浜口雅史, 谷口隆雄: "2軸回転式アクティブ吸振器付き搬送車による液体タンクの制振制御(最適サーボ系を用いたアクティブ制振制御)"第11回計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集. 190-191 (2002)

Shinichiro Kimura、Masashi Hamaguchi、Takao Taniguchi：“使用带有两轴旋转主动减振器的运输车辆的液体罐的振动控制（使用最佳伺服系统的主动减振控制）”第11届仪器与控制工程师学会中国分会学术会议会议论文集190-191（2002）。

Shin'ichro Kimura, Masafumi Hamaguchi, Takao Taniguchi: "Damping Control of Liquid Container by a Carrier with Dual Swing Type Active Variation Reducer -Active Damping Control Using an Optimal Servo System-"Proceedings of the SICE Annual Conference 2002.

Shinichro Kimura、Masafumi Hamaguchi、Takao Taniguchi：“通过带有双摆动型主动变化减速器的载体对液体容器进行阻尼控制 - 使用最佳伺服系统的主动阻尼控制 -”2002 年 SICE 年会论文集。

木村 慎一郎: "2軸回転式アクティブ吸振器付き搬送車による液体タンクの制振制御(最適サーボ系を用いたアクティブ制振制御)"第11回計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集. 190-191 (2002)

木村真一郎：《使用带有两轴旋转主动减振器的运输车辆的液体罐的振动控制（使用最优伺服系统的主动减振控制）》中国仪器学会分会第十一届学术会议论文集和控制工程师。190 -191 (2002)

木村 慎一郎: "2軸回転式アクティブ吸振器付き搬送車による液体タンクの制振制御(静止液位変化を考慮したゲインスケジュールに制振搬送)"日本機械学会中国四国支部第41期総会・講演会 講演論文集. 303-304 (2003)

木村真一郎：“使用带有 2 轴旋转主动减振器的运输车辆对液罐进行减振控制（基于考虑了静态液位变化的增益表的减振运输）”第 41 届会员大会和演讲日本机械工程师学会中国四国分会讲座论文集 303-304 (2003)。