人間の制御能力を模擬した汎用型インテリジェントコントローラの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09045043
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 猪岡 光 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20006191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 李 祖枢 重慶大学, 工学院, 教授 ; 佐川 貢一 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (30272016) ; 石原 正 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (10134016)
• Keywords: 人間 / 手動制御 / 自動制御 / 模倣 / 倒立振り子 / インテリジェントコントローラ

Research Abstract

本研究は、人間の優れた制御能力を利用して複雑な制御対象を効率よく制御することを目的として、人間の制御を模擬する「インテリジェントコントローラ」を発展させ、制御対象の特性が未知あるいは時間とともに変動する場合でも、高度な適応学習機能により高精度な制御が可能な新しいインテリジェントコントローラを開発することを目的とする。
平成10年度では、インテリジェントコントローラの開発のために必要となる人間の制御特性の評価を行うために、制御対象として台車に載せた倒立振り子を取り上げ、人間がジョイスティックを用いた手動制御によって振り子を倒立させながら台車を任意の位置に制御する場合の制御量を計測することを考えた。また、作業中のシステムの応答を計測し、人間の制御量との関係を把握する。そこでまず始めに、制御対象の数学モデルを構築し、コンピュータのモニターに制御対象を2次元表示して人間がジョイスティックで手動制御を行った。そして、このときの制御量と制御対象の動作をコンピュータのメモリに記録し、両者の関係からインテリジェントコントローラに組み込む情報の抽出法について考えた。
つぎに、台車に載せた倒立振り子の実験装置を作成し、制御コンピュータ、ADコンバータ、DAコンバータ、モータドライバ、カウンタを用いた手動制御システムを構成するための準備を行った。これは、シミュレーションによる2次元情報だけは、人間は良好な制御を行うための情報を得ることが困難であり、また実機を用いることによって、外乱などの影響に対してもインテリジェントコントローラがロバストな制御系を構成する事が可能であることを示すために必要である。

Research Products

• [Publications] Nobuaki Nakazawa: "Robotic Hand Emulating Human's Grasping Motion" Proceedings of the 7th RO-MAN'98. 660-665 (1998)
• [Publications] 中沢 信明: "人間の指先のせん断方向粘弾性特性" 日本機械学会論文集 C編. 64・624. 292-298 (1998)
• [Publications] Arif Muhammad: "Iterative manual contro:A new perspective" International Conference on control,Automation Robotics and Vision 98. 1233-1238 (1998)
• [Publications] Arif Muhammad: "Prediction based Iterative Learning Control for Linear Time Varing System Subjected to Uncertainties" 2nd IMACS International Multiconference:CESA. 860-865 (1998)
• [Publications] Arif Muhammad: "Application of PILC to Uncertain Non-Linear Systems for Slowly Varying Desired Trajectories" SICE'98(Intl Session). 991-994 (1998)
• [Publications] Arif Muhammad: "Iterative Learning Control using Information Database" SICE'98(Intl Session). 995-998 (1998)