曲線軌道における円筒タンク内液体の制振搬送制御

その他

This paper presents the modeling and control of transfer of cylindrical liquid container along a curved path. Sloshing of (1,1)-mode in the container is represented by a mechanical model using a spherical pendulum. A two-degree-of-freedom control system is applied to control the sloshing and the container transfer. The feed-forward control input is derived from the preshaping method，and the feedback part is constructed from a LQ controller. The LQ controller's gains are determined through use of a Genetic Algorithm. The usefulness of the present work has been demonstrated through the control simulation and laboratory control experiments.

　鉄鋼・鋳造業における溶湯搬送や注湯後の鋳型の搬送，パイプレス化学プラントにおける自走式混合漕なとに代表される液体タンク搬送の自動化は，高効率化・高品質化およぴ安全性の観点から搬送時の液面振動（スロッシング）を抑制し，かつ高速に液体タソクを搬送することが望まれている．
　本論文では，液体搬送に広く用いられている円筒タソクを対象とし，曲線軌道搬送時のスロッシング抑制を考慮した液体搬送制御システムの構築を目的とした．円筒タンク内液体の（1，1）モードスロッシングを球面振子型モデルにより表現し，この線形近似モデルを搬送制御系設計に用いた．液体タソク搬送制御系を2自由制御系により構築し，フィードフォワード部はPreshaping理論を適用し，フィートバック部はＬＱ制御により構築した．ＬＱ制御ゲインは，スロッシング振幅と搬送時間を考慮した工学的評価関数を最小とする意味で最適となる制御ゲインを遺伝的アルゴリズムにより決定した．搬送制御系の有用性を制御シミュレーションならびに制御実験により明らかにした．