適応分散制御方式による多関節型ロボットの残留振動低減と軌跡精度向上

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555050
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 早川 義一 名古屋大学, 工学部, 助教授 (60126894)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神谷 孝二 日本電装, 工機部, 研究員 ; 加藤 典彦 名古屋大学, 工学部, 助手 (70185859) ; 野村 由司彦 名古屋大学, 工学部, 助教授 (00228371) ; 藤井 省三 名古屋大学, 工学部, 教授 (20023038)
• Keywords: 多関節型マニピュレ-タ / 残留振動 / 軌跡精度 / H∞制御

Research Abstract

昨年度の研究においては、多関節型ロボットの数式モデルに基づき、重力項に対する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償と、パラメ-タミスマッチに対する線形フィ-ドバック補償(極配置とオブザ-バ)を設計した。実機試験により、これらの補償器は残留振動低減と定常偏差補償に極めて有効であることを確認したが、軌跡精度については悪化した。この問題点を解決すべく、必要な物理パラメ-タの同定をオンライン的に行ない、それらのパラメ-タを用いて重力項・軸干渉項・コリオリ力/円心力を補償する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償器を設計した。実機試験により、この補償器は、軌跡精度向上と残留振動低減に有効であることを確認した。しかし、残留振動低減に関してはあまり改善がみられなかった。
本年度の研究実施計画にもとづいて得られた知見は以下の通りである。
1.昨年度の問題点を解決すべく、新たに、非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償器とH∞制御に基づく線形フィ-ドバック制御を提案し、シミュレ-ションでその有効性を確認した。
2.実機試験により、H∞制御に基づく線形フィ-ドバック補償器の残留振動低減に対する有効性を確認した。
3.昨年度と本年度で得られた(1)重力項に対する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償+線形フィ-ドバック補償(極配置とオブザ-バ)、(2)パラメ-タ同定に基づいて重力項・軸干渉項・コリオリ力/円心力を補償する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償+PD制御、(3)重力項に対する非線形動的フィ-ドフォワ-ド補償+線形フィ-ドバック補償(H∞制御)の各補償器に対し、価格対制御性能比の比較検討による考察が今後の課題である。

Research Products

• [Publications] 羽場,浅井,早川,藤井: "H∞制御によるロボットマニピュレ-タの防振制御" 計測自動制御学会ロボット工学部会研究会資料. RS-91. 17-25 (1991)
• [Publications] 浅井,早川,藤井: "H∞制御理論によるPUMA型ロボットの制振制御" 自動制御連合講演会別刷. 34. 271-274 (1991)
• [Publications] S.Asai,Y.Hayakawa,N.Kato,S.Fujii: "Vibration Control of a PUMA Type Robots by H∞ Control" IEEE International Workshop on Advanced Motion Control ′92. (1992)