金属水素化物を用いたサーボアクチュエータの開発 : ―圧力制御系の設計とその考察―

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本論文では金属水素化物としてLaNi4.5Al0.5を用いたロボット用ニューアクチュエータについて述べる.このアクチュエータは力出力型であり, ヒータ, 金属水素化物反応容器およびベローズからなる.金属水素化物はユニークなエネルギー変換機能を持ち, 熱エネルギーは機械エネルギーに変換される.したがって, この金属水素化物を加熱冷却することにより, 水素ガスの放出, 吸蔵を制御でき, そしてその水素ガスによってベローズを駆動できる.また, このサーボアクチュエータは応答特性の向上を計るためにPIDコントローラによる圧力フィードバック制御系を構成する.圧力フィードバック制御系の設計は, 制御対象のモデルシミュレーションを用いて行われる.<BR>実際に, この力出力型サーボアクチュエータを試験した結果, 特に次に述べることが明らかとなった.<BR>1) 開発されたシミュレータはさらに高性能な金属水素化物アクチュエータを設計する際に有効である.<BR>2) 金属水素化物特性の非線形性は重要な問題でなく, またヒータの飽和特性はPIDコントローラに積分圧飽和防止機能を持たせることにより補償される.<BR>3) このアクチュエータのインピーダンス整合性は比較的良い.しかし, 金属水素化物アクチュエータを広い範囲の負荷に適合させるためには, この点についての詳細な検討が今後の課題となる.

金属水素化物を用いたサーボアクチュエータの開発 : ―圧力制御系の設計とその考察―

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