研究室紹介

漆原・吉岡研究室は，「制御工学」を基盤技術とし，「モーションコントロール」「モータドライブ」「パワーエレクトロニクス」などに関する研究を行っています。

研究テーマの遂行にあたっては，運動方程式や回路方程式を駆使した制御対象の数学モデル構築に始まり，数値計算ソフトウェア(MATLAB)を用いた綿密なシミュレーションを経て，各実験テーマごとに用意された実験装置を用いて最終的な評価を行います。

当研究室では学術的な特色に注力するだけでなく産業分野での実応用にも焦点を当てており，一部のテーマについては一般企業と共同で研究を行っています。

研究テーマ

モーションコントロール

協働ロボットの力覚制御

人の柔軟さとロボットの正確さを両立させ生産性を向上させるため，安全柵なしで運用可能な協働ロボットが近年注目されています。協働作業者の安全を確保するため，協働ロボットには力加減の繊細な制御が求められます。本研究室では，より繊細な力加減を実現するための力覚制御法について研究を行っています。

熟練技能再現のためのセンサレス力覚制御

高精度な機械部品製造を支えてきた職人の人手不足が近年深刻な問題となっており，熟練技能の継承が危ぶまれています。そのため，熟練技能者の加工技術を自動化し大量生産することが望まれています。本研究室では，高価な力覚センサや素性の良い機械装置に頼らずとも熟練技能を再現可能なセンサレス力覚制御について研究を行っています。

送電線巡視路向け重量物運搬ロボットの移動制御

少子高齢化の進行，およびデジタルトランスフォーメーション(DX)の普及により，電力会社をはじめとするインフラ系においても現場作業の効率改善が期待されています。本研究室では，重量物運搬を想定した移動ロボットのパワーアシスト制御、並びに自律運転技術の確立を推し進め，現場作業の効率化を図るための研究を行っています。本研究テーマは，テクノ・サクセス株式会社との共同研究テーマです。

モータドライブ・パワーエレクトロニクス

産業用モータのセンサレス制御

普段生活する中で産業用モータを見かけることはほとんどありませんが，実際には空調機器や水道用ポンプ，エレベータなど様々なところで用いられています。産業用モータは高温・粉塵雰囲気下など厳しい環境で一日中運転し続けているため，耐環境性や省エネ性が求められます。本研究室では，センサレス制御技術を駆使し，耐環境性・省エネ性に優れたモータ制御法について研究を行っています。

プラズマアクチュエータのモデリング・効率解析

プラズマアクチュエータ(PA)とは，絶縁体に高電圧を印加した際に生じるプラズマの発生量を制御することで，PA周辺の空気流量を制御するアクチュエータです。PAを航空機などの表面に張り付けることにより，機体表面の空気抵抗を減少させ燃費向上を図るのが目的です。本テーマは機械工学科所属の上代先生との共同研究テーマであり，本研究室ではPAの電気的モデルの構築を担当しています。

リアルタイム制御システム開発

モーションコントローラの開発

本研究室では，FPGA SoCと呼ばれるデバイスをベースとして，柔軟なリアルタイム制御フレームワークと豊富なインターフェース類を兼ね備えたモーションコントローラ(リアルタイム制御システム)を開発しています。Linux上で動作させるリアルタイム制御フレームワークとして，長岡技科大 大石・横倉研究室にて開発されたARCSを使用しています。

研究備品

数値計算ソフトウェア

MATLAB

制御工学や信号処理，モデルベース開発などに広く用いられているmathworks製の数値計算ソフトウェアです。MATLAB本体 / Simulinkなどの基本パッケージをはじめ，制御関連のToolbox類を一定ライセンス数保有しています。

モーションコントロール関連

静電容量型6軸力覚センサ

力覚制御系の評価用として，ワコーテック製の静電容量型6軸力覚センサを保有しています。XYZ軸並進方向の力，およびXYZ軸回転方向のトルクをまとめて検出することができます。

DC応答加速度センサ

ロボットアーム先端応答の評価用として，PCB Piezotronics製のDC応答加速度センサを複数台保有しています。一般的な加速度センサと異なり，加速度次元の過渡応答だけでなく重力加速度などの直流加速度も検出することができます。

モータドライブ・パワーエレクトロニクス関連

トルクメータ

汎用モータの負荷トルク性能の評価用として，ユニパルス製のトルクメータを保有しています。従来品と異なり，広帯域のトルク応答を測定することができます。

オシロスコープ

波形観測用として，Tektronix，Rohde & Schwarz，IWATSU製のオシロスコープを保有しています。テスター感覚で使える廉価機から，多chロジック入力や8ch入力を備えた高性能機まで幅広く取り揃えています。

各種プローブ

三相交流の測定用として，AC500V対応の中電圧差動プローブ(横河電機製)やDC/AC30Armsまで測定可能な電流プローブ(HIOKI製)を複数台保有しています。また，プラズマアクチュエータの実験用としてAC1300Vまで測定可能な高電圧差動プローブ(Tektronix製)も保有しています。

各種直流安定化電源

汎用的に使える一般的な直流安定化電源を複数台保有しています。また，パワーエレクトロニクス関連の実験用として250Vまで出力可能なワイドレンジ電源(TEXIO製)を保有しています。

アクセス

香川高等専門学校　高松キャンパス
〒761-8058 香川県高松市勅使町355
公共交通機関でお越しの場合はこちらもご覧ください。

実験室：電気棟1F　パワエレ実験室 / 制御システム実験室
教員室：電気棟2F　漆原教員室 / 吉岡教員室