柔軟なマニピュレ-タを持つ宇宙作業ロボットの運動と制御

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460087
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 室津 義定 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50081386)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴田 浩 大阪府立大学, 工学部, 教授 (80094506) ; 三ツ矢 明 大阪府立大学, 工学部, 助手 (40081260) ; 泉田 啓 大阪府立大学, 工学部, 助手 (60206662) ; 辻尾 昇三 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (40081252)
• Keywords: 宇宙作業ロボット / 柔軟マニピュレ-タ / 仮想剛体マニピュレ-タ / 拡張ロ-カルPD制御 / 分解加速度制御 / 状態フィ-ドバック制御 / 地上模擬実験装置

Research Abstract

1.宇宙作業ロボットの制御法の検討
柔軟マニピュレ-タを持つ宇宙作業ロボットの制御のために『仮想剛体マニピュレ-タ』の概念を提案した.この概念を用いて,柔軟マニピュレ-タ先端の位置/姿勢の定置制御における安定性が保証される『拡張ロ-カルPD制御法』を導いた.また,マニピュレ-タの軌道制御に関して,拡張ロ-カルPD制御法の拡張,仮想剛体マニピュレ-タをもちいた分解加速度制御,さらに分解加速度制御に振動制御のための状態フィ-ドバック制御を組み合わせた制御法を提案し,制御性能の比較を行った.これらの制御法は宇宙用/地上用を問わず,柔軟マニピュレ-タの制御に有効である.
2.宇宙作業ロボットの地上模擬実験装置
宇宙作業ロボットの2次元浮遊型地上模擬実験システムを開発した.このシステムは以下の4つのサブシステムから構成される.(1)剛体2関節マニピュレ-タを持つロボットシステム,(2)ロボットシステムをエアベアリングにより2次元平面上にほとんど摩擦なく支持するエアテ-ブルシステム,(3)ロボットやタ-ゲットの位置/姿勢を計測するためのセンサ-システム,(4)ロボットの制御や信号処理のためのコンピュ-タシステム.これまで,開発したシステムの性能試験は終了し,剛体2関節マニピュレ-タを持つロボットの同定/制御実験が進行中である.また,柔軟マニピュレ-タの構成を検討中である.さらに,センサシステムの構成要素であるビデオトラッカ-のチャンネル増設を行ない,正常に動作することを確認した.これにより2リンクマニピュレ-タを持つ宇宙作業ロボットの位置/姿勢および捕捉対象物の位置が同時に計測できるようになった.

Research Products

• [Publications] Murotsu,Y.: "Dynamics and Positioning Control of Space Robot with Flexible Manipulators" Proc.of AIAA Guidance,Navigation,and Control Conference. 735-742 (1990)
• [Publications] Murotsu,Y.: "Positioning Control of Space Robot with Flexible Manipulator" Proc.of iSAIRAS'90. 275-278 (1990)
• [Publications] 室津 義定: "フレキシブルア-ムを持つ宇宙ロボットの軌道制御" 宇宙構造物シンポジウム(第6回). (1991)
• [Publications] 室津 義定: "宇宙ロボットの姿勢制御のためのマニピュレ-タ軌道計画" 宇宙構造物シンポジウム(第6回). (1991)
• [Publications] 室津 義定: "柔軟マニピュレ-タを持つ宇宙ロボットのダイナミクスと位置決め制御" 日本機械学会論文集. (1991)
• [Publications] 泉田 啓: "宇宙ロボットの姿勢制御の一方法ーニュ-ラルネットによるアプロ-チー" 日本機械学会論文集. (1991)