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J-GLOBAL ID：201702219745997022   整理番号：17A0148444

分散評価に基づいたトンネルボーリングマシン用掘削ディスクカッタの自動制御化への検討

著者 (4件)： 大西義浩 (愛媛大学教育学部) ,  重松尚久 (呉工業高等専門学校 環境都市工学分野) ,  河村進一 (呉工業高等専門学校 環境都市工学分野) ,  小田登 ((株)スターロイ)
資料名： 電気学会論文誌 C  (IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems)
巻： 137  号： 1  ページ： 114-119(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： S0810A  ISSN： 0385-4221  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： トンネル等の全段面掘削方式で用いられる,シールドマシンやトンネルボーリングマシーン(TBM)は多数のディスクカッタビットを取り付けた円形のカッタヘッドを岩盤に押し付けながら回転させることにより掘削する.掘削機のカッタヘッドを岩盤に押し付ける荷重は,小さすぎると掘削量が少なくなり,大き過ぎるとカッタヘッドの外側が割れる現象が起こる.想定通りの掘削径が実現できると,最小限のエネルギーでトンネルを施工できることになる.制御対象がどれほどよい制御を行われているか定量的に評価する研究が広く行われているが,最小分散制御をベンチマークとする方法(MV-index)は,実験データのみから,最小分散制御を適用したと仮定した際の制御誤差信号を算出することで,性能指数の計算を行うことが可能で,制御対象のモデルが不要なことと,簡潔さが評価されて,多くの応用例が報告されている。本論文ではTBM用掘削ディスクカッタのモデル掘削機を用いて実験を行い,実験データからフィードバック制御実装時の制御性能を検討した。その結果,理論的な制御誤差の最小分散出力を計算すると,フィードバック制御を実装することにより出力分散を小さくできる可能性があることが明らかとなった。本研究の検討によると,フィードバック制御の導入で飛躍的に性能を向上できる可能性がある。

シソーラス用語： *カッタ ,  トンネル ,  *トンネル掘進機 ,  *自動制御 ,  分散分析 ,  フィードバック制御 ,  可制御性 ,  *ディスクカッタ
準シソーラス用語： *トンネルボーリングマシン

著者キーワード (6件)： 制御性能評価 ,  掘削ディスクカッタ ,  フィードバック制御 ,  controller performance assessment ,  excavation disk cutter ,  feedback control

分類 (2件)： トンネル工事用機械・設備  (RC05032V) ,  掘削機械  (QE03030E)

引用文献 (13件)：

• (1) The 4th Science and Technology Basic Plan (The Cabinet Office) (in Japanese)
• 第4期科学技術基本計画(内閣府):http://www8.cao.go.jp/cstp/~kihonkeikaku/index4.html (2016年5月10日アクセス)
• (2) T. Shigematsu, I. Kitaoka, T. Muro, N. Oda, and S. Kawamura: “Efficiency Tests of a Model Trench Excavator by Using Multistage Type Edge Excavation”, Journal of Japan Society of Civil Engineering, (F1) Vol. 69, No. 2, pp. 121-128 (2013) (in Japanese)
• 重松尚久・北岡一成・室 達朗・小田 登・河村進一:「多段型端面掘削方式を用いた深礎掘削機の性能に関する室内実験」,土木学会論文集F1 (トンネル工学),Vol. 69, No. 2, pp. 121-128 (2013)
• (3) B. Huang and S. L. Shah: “Performance Assessment of Control Loops Theory and Application”, Springer-Verlag (1999)

タイトルに関連する用語 (5件)： 評価 ,  トンネルボーリングマシン ,  掘削 ,  ディスクカッタ ,  自動制御