2004 Fiscal Year Annual Research Report
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14205063
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
古田 勝久 東京電機大学, 理工学部, 教授 (10016454)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 聡 東京電機大学, 21世紀COEプロジェクト推進室, 講師 (20328537)
岩瀬 将美 東京電機大学, 理工学部, 講師 (50339074)
潘 耀東 東京電機大学, 21世紀COEプロジェクト推進室, 講師 (50307667)
山北 昌毅 東京工業大学, 工学部, 助教授 (30220247)
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| Keywords | 可変拘束システム / 可変構造制御 / スライディングセクター / 状態依存リカッチ方程式 / ハイブリッドシステム / 倒立振子 / カオス制御 / 受動歩行ロボット |
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| Research Abstract |
(1)スライディングセクター可変構造制御(SS-VSC)の最小限の入力干渉性能と、状態依存リカッチ制御による非線形システムへの拡張性を融合させ、制御入力の低減が可能な非線形システム安定化制御器の一設計方法を示した。非線形不安定システムの代表的事例である倒立振子の振り上げ/倒立安定化に適用、その結果、状態依存によるロバスト性の向上と、状態依存制御単体では達成不十分だった制御入力の低減が達成でき、提案手法の有効性を実証できた。
(2)また受動歩行のカオス歩行に着目し、カオス安定化手法として有名なOGY法を基礎に,一定周期リミットサイクルへ誘導する周期安定化制御器の設計法を提案した。その結果、従来の歩行可能限界斜面角度を増大させ、遠心力で足が浮遊する走行状態まで安定化可能であることを明らかにし、入力を頻繁に変化させない周期制御によっても、歩行から走行といった拘束可変を伴う運動を制御できることを示した。
(3)可変拘束制御を用いた倒立振子の振り上げ制御のもとで振子の初期角度,初期角速度や可変拘束制御のゲインや超平面のパラメータを変更したときに振上げにかかる時間を調べ,時間と色を対応させることによって,ジュリア集合やマンデルブロー集合などのように結果を2次元平面上の画像で表し解析を行った。その結果,非常に興味深いフラクタル構造のような画像をえることができ,また可変拘束制御のゲインを大きくすることが,必ずしも振上げ時間の短縮につながらないことが分かった。
(4)不安定なサブシステムから成り立ったハイブリッドシステムの場合、スライディングセクターを用いて、不安定なサブシステムの間での切り替えによってハイブリッドシステムを安定化且つ最適化する方法を提案した。特にハイブリッドシステムのサブシステムは全部不可安定の場合、フィードバックと切り替えによってハイブリッドシステムを安定化するコントローラを設計した。
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