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動的な構造変化を伴う機械システムのための制御法開発と生物型飛行ロボットへの適用

Research Project

Project/Area Number 17760179
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

大竹 博  電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (60377017)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords動的可変構造システム / スイッチングファジィ制御 / 生物型飛行ロボット / 生物飛行ロボット / スイッチングファジィモデルに基づく制御
Research Abstract

動的な構造変化を伴う機械システムのための制御手法の開発と生物型飛行ロボットの実現を目的として,本年度は以下の3点について研究を行った.
1.動的な構造変化を伴う機械システムとしての生物飛行ロボットのシミュレーションの実現
ワイヤを用いた可変構造翼機構と剛体リンクを用いた可変構造翼機構を考案し,羽ばたき軌跡を求めるシミュレーションを実現した.また,可変構造翼を持つ飛行ロボットの揚力・抗力を求めるシミュレーションの開発を試みた.これらを用いて,3において生物飛行ロボットの詳細設計を行った.
2.非線形サーボ制御手法の開発
前年度に開発した動的状態フィードバック制御手法とスイッチングファジィ制御手法の融合手法を用いて,任意の目標値に収束させることができる非線形サーボ制御手法の開発を行い,その有効性を確認した.レギュレータ制御からサーボ制御への拡張方法をさらにもう一段進めることによって,非線形追従制御手法の開発が可能であることを確認した.
3.可変翼機構を持つ生物飛行ロボットの開発
1において開発したシミュレーションを用いて,有効な羽ばたき軌跡を探索し,これに基づき剛体リンクを用いた可変構造翼を持つ生物飛行ロボットの試作機を製作した.試作機の揚力測定実験を行い,可変構造翼が従来の一枚翼に比べて,大きな揚力を得られることを確認した.また,羽ばたき飛行実験を行い,可変構造翼が,途中で失速することなく十分に飛行可能であることを確認した.
本研究における2年間の研究成果を以下にまとめる.
・動的に構造変化を伴う機械システムのためのモデル表現方法と制御手法を開発した.
・任意の目標値に収束させることができる非線形サーボ制御手法を開発した.
・可変構造翼を持つ羽ばたき飛行ロボットを試作し,飛行実験により飛行可能性を確認した.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2006 2005 Other

All Journal Article (17 results)

  • [Journal Article] Switching Fuzzy Model Construction and Controller Design with Arbitrary Switching Planes2006

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O. Wang
    • Journal Title

      Proceedings of the 2006 American Control Conference

      Pages: 5053-5058

    • NAID

      130005035031

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Switching Fuzzy Model-based Control for Dynamical Systems with Input Nonlinearity2006

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O. Wang
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE International Conference on Fuzzy Systems 2006

      Pages: 881-886

    • NAID

      130004591367

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 羽ばたき飛行ロボットの安定制御2006

    • Author(s)
      村上恭章, 大竹 博, 上野弘傑, 田中一男
    • Journal Title

      第22回ファジィシステムシンポジウム in 札幌 講演論文集

      Pages: 500-503

    • NAID

      130004591246

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Switching Model Construction and Stability Analysis for Nonlinear Systems2006

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O.Wang
    • Journal Title

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics Vol.10, No.1

      Pages: 3-10

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Switching Fuzzy Controller Design based on Switching Lyapunov Function for a Class of Nonlinear Systems2006

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O.Wang
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics Part B Vol.36, No.1

      Pages: 13-23

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fuzzy Model-based Control for Dynamic Variable Structure Systems2005

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O.Wang
    • Journal Title

      Proceedings of the 2005 American Control Conference

      Pages: 496-500

    • NAID

      40019587492

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fuzzy Model-based Manipulator Control with Elbow Joint Constraint2005

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka
    • Journal Title

      Proceedings of the SICE Annual Conference 2005

      Pages: 1828-1831

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] LMI-based Controller Design for Dynamic Variable Structure Systems2005

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka
    • Journal Title

      Proceedings of the International Symposium on Optomechatronic Technologies 2005

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 切替面を選択できるスイッチングファジィモデルの構築と制御器設計条件の導出2005

    • Author(s)
      大竹 博, 田中 一男
    • Journal Title

      第21回ファジィシステムシンポジウム講演論文集

      Pages: 900-903

    • NAID

      130005035031

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 羽ばたき飛行ロボットの揚力安定化2005

    • Author(s)
      村上 恭章, 大竹 博, 田中 一男
    • Journal Title

      日本知能情報ファジィ学会第48回知的制御研究会論文集

      Pages: 71-72

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Switching Fuzzy Model Construction and Controller Design for Dynamical Systems with Input Nonlinearity

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O. Wang
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Part B submitted

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Piecewise Fuzzy Model Construction and Controller Design based on Piecewise Lyapunov Function

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O. Wang
    • Journal Title

      Proceedings of the 2006 American Control Conference accepted

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fuzzy Model-based Servo Control for a Class of Nonlinear Systems

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O. Wang
    • Journal Title

      Proceedings of the 22^<nd> IEEE International Symposium on Intelligent Control submitted

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fuzzy Model-based Servo Control for Discrete-time Nonlinear Systems

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O. Wang
    • Journal Title

      Proceedings of the 46^<th> IEEE Conference on Decision and Control submitted

    • NAID

      130004730180

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fuzzy Model-based Controller Design for Dynamic Variable Structure Systems

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O.Wang
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics Part C (submitted)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Switching Fuzzy Model Construction and Controller Design with Arbitrary Switching Planes

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O.Wang
    • Journal Title

      Proceedings of the 2006 American Control Conference (accepted)

    • NAID

      130005035031

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Switching Fuzzy Model-based Control for Dynamical Systems with Input Nonlinearity

    • Author(s)
      Hiroshi Ohtake, Kazuo Tanaka, Hua O.Wang
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE International Conference on Fuzzy Systems 2006 (submitted)

    • NAID

      130004591367

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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