大規模な太陽電池パドルを持った宇宙構造物のハイブリッド制御

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05855035
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 松野 文俊 神戸大学, 工学部, 助教授 (00190489)
• Keywords: 太陽電池パドル / 柔軟宇宙構造物 / 分布定数系モデル / スピルオーバ不安定性 / H_∞制御 / ハイブリッド制御

Research Abstract

宇宙空間で用いられる柔軟構造物に対する運動と振動の制御について、ある程度の研究成果があげられたと思う。宇宙空間で、軽量化されたロボット(フレキシブル・マニピュレータ)を用いて、トラスなどの宇宙構造物を組み立てる場合に必要となる位置と力のハイブリッド制御について、そのモデル化の手法と制御則を提案し、シミュレーションや実験によりその有効性を検証した。また、太陽電池パドルを想定した1端固定他の3端自由な柔軟プレートを2つのモータを用いて水平面内とプレートの中心軸まわりに回転させるような実験装置を製作し、導出した分布定数系モデルに対応する有限次元状態方程式に対して、制御器設計の段階で考慮していない剰余モードの影響により生じるスピルオーバ不安定性を補償するようなロバストな制御器を高域遮断特性をもたせた最適レギュレータとH_∞制御理論に基づいて構成し、その有効性をシミュレーションおよび実験により検証した。他の境界条件をもつ柔軟プレートについても同様に、シミュレーションによりモデルの妥当性と制御器の有効性を検証した。さらに、柔軟構造物をロボット・マニピュレータによりハンドリングするためのタスクの力学的解析を行い、最適なハンドリング戦略を提案し、その有効性をシミュレーションおよび実験により検証した。

Research Products

• [Publications] 松野 文俊: "環境に拘束されたフレキシブル・マニピュレータのモデリングと位置と力の動的なハイブリッド制御" 日本ロボット学会誌. 11. 419-428 (1993)
• [Publications] Fumitoshi Matsuno: "Dynamic Hybrid Position/Force Control of a Flexible Manipulator" Proc.IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation. 462-467 (1993)
• [Publications] 松野 文俊: "2自由度フレキシブル・マニピュレータの動的な位置と力のハイブリッド制御" 計測自動制御学会論文誌. 29. 677-684 (1993)
• [Publications] Fumitoshi Matsuno: "Modeling and Quasi-Static Hybrid Position/Force Control of Two-link Flexible Manipulators" Proc.IFAC World Congress. III. 457-462 (1993)
• [Publications] Fumitoshi Matsuno: "Modeling and Control of a Solar Array Paddle as a Flexible Plate" Proc.IFAC World Congress. IX. 97-102 (1993)
• [Publications] Fumitoshi Matsuno: "Force Control of Manipulators with Considering Flexibility" Proc.IEEE/RSJ Int.Conf.on Intelligent Robot and Systems. 3. 1566-1571 (1993)
• [Publications] 松野 文俊: "太陽電池パドルを想定したフレキシブル・プレートの振動抑制制御" システム制御情報学会論文誌. 6. 425-432 (1993)
• [Publications] Michinori Hatayama: "Modeling and Robust Control of Flexible Solar Array Paddles" Proc.IEEE/SICE Int.Conf.on Industrial Electronics,Control,and Instrumentation. 3. 2039-2044 (1993)
• [Publications] Fumitoshi Matsuno: "Optimal Handling Strategies of Flexible Beams by Using a Two-Link Manipulator" Proc.IEEE/SICE Int.Conf.on Industrial Electronics,Control,and Instrumentation. 3. 1594-1599 (1993)
• [Publications] 松野 文俊: "柔らかさを考慮したマニピュレータの力制御" 計測自動制御学会論文誌. 30. 48-53 (1994)
• [Publications] Fumitoshi Matsuno: "Force Control of a Flexible Arm" Proc.IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation (to appear). (1994)
• [Publications] 松野 文俊: "太陽電池パドルのモデリングとロバスト制御" 計測自動制御学会論文誌. 30(掲載予定). (1994)
• [Publications] Fumitoshi Matsuno: "Feedback Control of Decoupled Bending and Torsional Vibrations of Flexible Beams" J.Robotic Systems. (to appear). (1994)
• [Publications] Fumitoshi Matsuno: "Dynamic Hybrid Position/Force Control of a Two-Degree-of-Freedom Flexible Manipulator" J.Robotic Systems. (to appear). (1994)
• [Publications] Fumitoshi Matsuno: "Modeling and Quasi-Static Hybrid Position/Force Control of Constrained Planar Two-Link Flexible Manipulators" IEEE Trans.on Robotics and Automation. (to appear).
• [Publications] 松野 文俊: "柔軟物体のハンドリングにおけるタスク理解" システム/制御/情報. 37. 599-606 (1993)
• [Publications] 松野 文俊: "フレキシブル・マニピュレータの力制御" 日本ロボット学会誌. 12(掲載予定). (1994)
• [Publications] 松野 文俊: "フレキシブルアームの制御" 日本設計工学会誌. 29(掲載予定). (1994)