1996 Fiscal Year Annual Research Report

非線形回路理論に基づく先端的メカトロニクス系の制御

Research Project

Project/Area Number	08455188
Research Institution	University of Tokyo
Principal Investigator	有本卓東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00029399)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	浪花智英山口大学, 工学部, 講師 (40231493) 古賀弘樹東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20272388) 山本博資東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30136212)
Keywords	ロボット / 機械系 / インピーダンス制御 / 非線形回路 / 重力 / 摩擦フリーロボット / 慣性法則ロボット / インピーダンス・マッチンング / 超安定ブロック
Research Abstract	ロボットの腕や手を始め,宇宙構造物や大型構造物まで含めたあるクラスの非線形機械系の運動が位置依存型の非線形回路で表わされることは,既に,昨年度迄の研究で示した.本年度は,非線形回路表現が仮想仕事の原理に基づいたEuler-Lagrnageの定式化(EL定式化)とほぼ同等であることを示すとともに,手先拘束下にあるロボットダイナミクスの回路表現を詳細に検討し,手先インピーダンス制御の理論的展開をはかった.特に,静摩擦やクーロン摩擦を含めた摩擦項と重力項を同時に回帰子(regressors)に基づいた回路モジュールで補償することにより,慣性オンリー(重力/摩擦フリー)ロボットの実現が可能になることを理論的に示すとともに,3自由度のDDロボットを使った実験によってもこのことを確認した.こうして,ロボットのダイナミクスが慣性に依存する項のみで支配されるようにした上で,手先インピーダンス作業の制御系を設計する.そのため.最も単純な1自由度系の素過程について,ロボット側の質量も未知であり,かつ環境側にある対象面の柔軟材質の非線形スチッフネス特性も未知であるという状況のもとで,非線形性まで含めたインピーダンス・マッチンングが取れる枠組みを設計し,これがインピーダンス条件を満足する二つの超安定ブロックの負帰還結合で表わされることを示した.つまり,手先作業がうまくいくことは,慣性の補償を行う超安定ブロックと,手先と対象面の間の物理的相互作用(押しつけ力)を調節する超安定ブロックのインピーダンス・マッチングによることを示した.

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] S.Arimoto T.Nakayama: "Another language for describing motions of mechatronics systems:A nenlinear position-dependent circuit theory" IEEE/ASME Tran.on Mechatronics. Vol.1,No.2. 168-180 (1996)
[Publications] Y.H.Liu S.Arimoto: "Distributively controlling two robots handling an object in the task space without any communication" IEEE Tran.on Automatic Control. Vol.41,No.8. 1193-1198 (1996)
[Publications] V.Parra-Vega S.Arimoto: "A passivity-based adaptive sliding mode positionforce control for robot manipulators" Int.J.of Adaptive Contorol and Signal Processing. Vol.10. 365-377 (1996)
[Publications] S.Arimoto H.Koga and T.Naniwa: "A VSS analysis of robot dynamics under Coulomb frictions and proposal of inertia-only robots" Proc.of the 1996 IEEE Int.Workshop on Variable Structure Systems. 169-174 (1996)
[Publications] S.Arimoto H.Koga and T.Naniwa: "Proposal of the-Law-of-Inertia(Friction/Gravityfree)Robots" Proc.of the 1997 IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation. (1997)
[Publications] T.Naniwa S.Arimoto and K.Wada: "Learning and Adaptive Controls for Coordination of Multiple Manipulators without Knowing Prysical Parameters of on Object" Proc.of the 1997 IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation. (1997)
[Publications] 有本卓: "Control Theory of Nonlinear Mechanical Systems:A Passirity-based and Circuit-Theoretic Approach" Oxford University Press,Oxford,GB, 280 (1996)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

非線形回路理論に基づく先端的メカトロニクス系の制御

Principal Investigator

有本 卓 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00029399)

Research Products

[Publications] S.Arimoto T.Nakayama: "Another language for describing motions of mechatronics systems:A nenlinear position-dependent circuit theory" IEEE/ASME Tran.on Mechatronics. Vol.1,No.2. 168-180 (1996)

[Publications] Y.H.Liu S.Arimoto: "Distributively controlling two robots handling an object in the task space without any communication" IEEE Tran.on Automatic Control. Vol.41,No.8. 1193-1198 (1996)

[Publications] V.Parra-Vega S.Arimoto: "A passivity-based adaptive sliding mode positionforce control for robot manipulators" Int.J.of Adaptive Contorol and Signal Processing. Vol.10. 365-377 (1996)

[Publications] S.Arimoto H.Koga and T.Naniwa: "A VSS analysis of robot dynamics under Coulomb frictions and proposal of inertia-only robots" Proc.of the 1996 IEEE Int.Workshop on Variable Structure Systems. 169-174 (1996)

[Publications] S.Arimoto H.Koga and T.Naniwa: "Proposal of the-Law-of-Inertia(Friction/Gravityfree)Robots" Proc.of the 1997 IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation. (1997)

[Publications] T.Naniwa S.Arimoto and K.Wada: "Learning and Adaptive Controls for Coordination of Multiple Manipulators without Knowing Prysical Parameters of on Object" Proc.of the 1997 IEEE Int.Conf.on Robotics and Automation. (1997)

[Publications] 有本 卓: "Control Theory of Nonlinear Mechanical Systems:A Passirity-based and Circuit-Theoretic Approach" Oxford University Press,Oxford,GB, 280 (1996)

有本卓東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00029399)

[Publications] 有本卓: "Control Theory of Nonlinear Mechanical Systems:A Passirity-based and Circuit-Theoretic Approach" Oxford University Press,Oxford,GB, 280 (1996)