負荷側エンコーダ情報を用いた２慣性系の精密な力制御

利用负载侧编码器信息对二惯量系统进行精确力控制

基本信息

批准号：
16J02698
负责人：
山田翔太
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

精密な力制御のためには，精密な力の推定が必要となる．本研究では，駆動側及び負荷側エンコーダを用いる場合に2慣性系のモデル化誤差及び測定誤差の影響を低減するために，モータ側パラメータを用いて軸トルクを推定する手法と伝達部パラメータを用いて軸トルクを推定する手法という，2つの従来手法における軸トルク推定値を合成し，正確な負荷側外力推定を可能にするアルゴリズムを提案した。更に，システムが軸トルクセンサを持っている場合は，2つの従来手法から推定される軸トルク推定値だけで無く，軸トルクセンサから得られる軸トルクセンサ値を用いることができる。この3つの値をモデル化誤差やセンサの測定誤差を考慮して合成することで更なる推定精度の向上が期待できる。これらの値を合成する割合を負荷側外力推定値の分散が最小になるようにオンラインで最適化する手法を提案し，従来手法よりも正確な推定を実現した。10000回といった統計的なシミュレーションによって，提案法の優位性を確認し，また実験によってもその優位性を確認した。本研究の前半部分は，オーストラリアのケアンズで開催された国際会議the 27th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE)にて発表を行い，軸トルクセンサの利用に関しては，アメリカ，ミルウォーキーで行われた国際会議The 2018 American Control Conferenceに発表，最小分散推定を実現するために合成する割合を決めるゲイン設計法に関しては奈良で行われた，The SICE Annual Conference 2018 (SICE 2018)で発表をした。なお，本研究内容はIEEE Transactions on Industrial Electronicsに投稿を検討中である。

为了控制精确的力，有必要估计精度力。在这项研究中，为了减少惯性系统的建模误差和测量误差的效果以及使用驱动器侧和装载侧编码器时惯性系统的测量误差，使用电动机估算轴扭矩的方法使用侧参数和传输部分参数。此外，如果系统具有轴扭矩传感器，则从轴扭矩传感器获得的轴扭矩传感器值不仅可用于由两种常规方法估计的轴扭矩估计值。考虑到建模误差和测量传感器的误差，可以通过合成这三个值来进一步提高准确性。在线提出了这些值的比例以在线优化，以便将负载外力估计值的分布最小化，并且比常规方法实现了更准确的估计。统计模拟（例如10,000次）证实了该法案的优势，并通过实验证实了其优势。这项研究的前半部分将在第27届国际工业电子学会（ISIE）举行，该研讨会在澳大利亚凯恩斯举行。意识到最低分配估算已在NARA的2018年SICE年度会议（SICE 2018）上宣布。此外，我们正在考虑发布有关工业电子产品的IEEE交易。

项目成果

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专利数量（0）

Control-Oriented Modeling and Experimental Modal Analysis of Electric Vehicles with Geared In-Wheel Motor

齿轮轮毂电机电动汽车面向控制的建模和实验模态分析

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Thomas Beauduin;Shota Yamada;Hiroshi Fujimoto;Takeshi Kanou;and Etsuo Katsuyama
通讯作者：
and Etsuo Katsuyama

Proposal of State-Dependent Minimum Variance Estimation of Load-Side External Torque Considering Modeling and Measurement Errors

考虑建模和测量误差的负载侧外扭矩状态相关最小方差估计的建议

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shota Yamada;Hiroshi Fujimoto;Shota Yamada and Hiroshi Fujimoto
通讯作者：
Shota Yamada and Hiroshi Fujimoto

Human-Machine Interactive Control for Geared Mechatronic Systems by Using Load-side Encoder

使用负载侧编码器的齿轮机电系统人机交互控制

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shota Yamada;Hiroshi Fujimoto
通讯作者：
Hiroshi Fujimoto

インホイールモータ車両の実験モード解析に基づく高帯域前後制振制御

基于轮毂电机实验模态分析的高频段纵向减振控制

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
山田翔太;トーマスベドウィン;藤本博志;狩野岳史;勝山悦生
通讯作者：
勝山悦生

Minimum Variance Estimation of Load-side External Torque Using Load-side Encoder and Torque Sensor

使用负载侧编码器和扭矩传感器估计负载侧外部扭矩的最小方差

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shota Yamada;Hiroshi Fujimoto;Shota Yamada and Hiroshi Fujimoto;Shota Yamada and Hiroshi Fujimoto;Shota Yamada and Hiroshi Fujimoto
通讯作者：
Shota Yamada and Hiroshi Fujimoto