Improvement of accuracy of spray-applied tactile sensors by equivalent model estimation

通过等效模型估计提高喷雾触觉传感器的精度

基本信息

批准号：
22K04023
负责人：
高橋隆行
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Fukushima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は，これまでの研究結果を基礎として，EIDORS（電気インピーダンス法の実装ソフトウェア）により得られた分布定数モデルから接触位置推定に用いるLTspice（回路シミュレータ）用のCRネットワーク型の集中定数等価回路への変換の際に導入していた近似が，シミュレーションの精度に与える影響について再検証するところから研究を開始した。これまで用いてきた集中定数等価回路は，抵抗10,200個，コンデンサ5,100個からなる回路であり，分布定数モデルから集中定数モデルへの変換を事情により手動で行わざるを得なかったため，全体を49のブロックに分割してブロックごとに抵抗およびコンデンサの値を決める方式を採用していた。本年度は，この変換を自動で行うソフトウェアツールを作成し，25個，100個，400個に分割したブロックを用いてシミュレーション精度の比較を行った。まず，コンデンサ成分を無視し，抵抗成分だけを考慮した静的（直流）モデルによる精度比較を行ったところ，先行研究の49分割に対して，400分割の方が4倍ほど高い精度のシミュレーションが行えることがわかった。一方で，接触位置を決めるために重要となるコンデンサを含めた動的な時間応答シミュレーションでは，従来モデルとの差がほとんど見られなかった。以上の結果は，分布定数から集中定数への変換の際に，ブロックの分割よりも精度に大きな影響をもつ要素があることを示唆していると考えている。また，現時点では，分布定数回路および集中定数回路のいずれも実機との間での精度検証ができておらず，今後の検討点としては，まず集中定数回路のモデルを実際に製作して，実機との間での比較を行う計画としている。

今年，基于迄今为止的研究成果，我们将开发用于LTspice（电路模拟器）的CR网络型集总常数等效电路，用于根据EIDORS（电阻抗法实现软件）获得的分布常数模型估计接触位置。研究从重新检查转换过程中引入的近似值对模拟精度的影响开始。迄今为止使用的集总常数等效电路是由10,200个电阻器和5,100个电容器组成的电路，并且由于由于情况而必须手动完成从分布常数模型到集总常数模型的转换，因此整个电路是由最多 49 系统被分为多个块，并确定每个块的电阻器和电容器值。今年，我们创建了一个自动执行此转换的软件工具，并使用分为 25、100 和 400 个块的块来比较模拟精度。首先，我们使用忽略电容器分量并仅考虑电阻分量的静态 (DC) 模型来比较精度，发现 400 格的模拟比我之前研究中的 49 格的模拟精确度高出大约四倍。表明这是可以做到的。另一方面，在包含对于确定接触位置很重要的电容器的动态时间响应仿真中，与之前的模型几乎没有什么区别。我们认为，上述结果表明，在将分布常数转换为集总常数时，存在比分块对精度影响更大的因素。此外，目前分布常数电路和集总常数电路的精度还没有通过实际设备验证，未来的考虑包括首先实际制作集总常数电路的模型，并用实际设备进行测试。对两者进行比较。