2003 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
14702040
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Research Institution | Tokyo Denki University |
Principal Investigator |
鈴木 聡 東京電機大学, フロンティア共同研究センター, 助手 (20328537)
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Keywords | lazy制御 / スライディングセクタ / 可変構造制御 / 状態依存リカッチ方程式 / 受動歩行 / 衝突制御 |
Research Abstract |
【不変スライディングセクター可変構造制御系設計法】 スライディングセクター可変構造制御(SS-VSC)に関して、スライディングセクター(SS)の不変なクラスの定義を与え、不確定性を陽に考慮したSSの設計法を提案した。本不変SS-VSCを未知の振動モードをもつ柔軟振動台上の倒立振子の安定化制御に適用し、実機でもその有効性を確認した。以上からロバストかつ入力低減可能な制御器の設計法を示し、システムへの干渉を低減することを目的としたLazy制御への展開の一例を示した。 【拘束力を考慮したLazy制御系設計法】 メカニカルシステムにおいて、機構構成要素をサブシステムに、サブシステム間を互いに運動可能なように連結する力学的要素を拘束力と考え、拘束力によってメカニカルシステムのダイナミクスをモデリングする手法を示した。さらに拘束力を制御の評価関数に導入して制御器のゲインを計算する、状態依存型非線形安定化制御理論を提案した。本理論を倒立振子の振上げ実験に適用し、その結果、滑らかで少ない動きによって振上げが実現でき、少ない制御入力で制御性能の向上を果たせるLazy制御系の実現法を示すことができた。 【カオス的リミットサイクルを利用したLazy制御系設計法】 機構の動力学的特徴を利用し、制御入力の変更頻度を低減することでLazy性を実現する制御方法として、周期的Lazy制御系の設計方法を検討した。カオス挙動の安定化手法として有名なOGY法をベースに、定常入力で周期運動の中心点が移動するモデルを立案、その中心点周りの安定化制御器を設計する方法を考案した。本設計法は解析モデルを使用せず、システムの特性に依存して発現する挙動から制御器を設計できる利点がある。受動歩行に適用し、受動歩行本来の安定歩行可能限界を大幅に超えて安定化が実現でき、擬似的な走行状態まで誘導できることを示した。
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[Publications] Satoshi Suzuki, Katsuhisa Furuta, Yaodong Pan: "Walking control by chattering-free VS servo using passive walking trajectory"International Journal of Control, in the 65th birthday special issue for Professor V.Utkin. 76-9/10. 1034-1046 (2003)
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[Publications] Satoshi Suzuki, Katsuhisa Furuta, Shinya Shiratori: "Adaptive impact shot control by pendulum-like juggling system"JSME International Journal, series C. 46-3. 973-981 (2003)
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[Publications] S.Suzuki, Y.Pan, K.Furuta, S.Hatakeyama: "VS-control with Time-Varying Sliding Sector -Design and Application to Pendulum-"Asian Journal of Control. 6-3(Printing). (2004)
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[Publications] S.Suzuki, K.Furuta, S.Hatakeyama: "Passive walking toward running"Mathematical and Computer Modeling of Dynamics Systems. (Accepted). (2004)
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[Publications] S.Suzuki, K.Furuta, A.Sugiki, S.Hatakeyama: "Nonlinear Optimal Constraint-Force Control and Application to Swing-up/Stabilization of Pendulum"Transaction of the ASME : Journal of dynamics systems, measurement and control. (Accepted). (2003)
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[Publications] S.Suzuki, K.Furuta, Y.Pan: "State-dependent sliding-sector VS-control and application to swing-up control of pendulum"Proceedings of the 42nd IEEE Conference on Decision and Control, Hawaii, USA. 251-256 (2003)
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[Publications] Terashima, S., Iwase, M., Furuta, K., Hatakeyama, S., Suzuki, S.: "A Design of Servo Controller for Nonlinear Systems Using State Dependent Riccati Equation"Proceedings of the 42nd IEEE Conference on Decision and Control, Hawaii, USA. 3864-3869 (2003)
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[Publications] Shinya SHIRATORI, Satoshi SUZUKI, Katsuhisa FURUTA: "Impact Control considering Estimation of Coefficient of Reflection"SICE Annual Conference in Fukui, August. 1858-1861 (2003)
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[Publications] Takehisa MIYATA, Satoshi SUZUKI, Katsuhisa FURUTA: "Passive-like running control by mechanical energy"SICE Annual Conference in Fukui, August. 1849-1852 (2003)
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[Publications] N.SATO, S.KOBAYASHI, S.SUZUKI, K.FURUTA: "Multi-Inputs Stabilization of Pendulum on Flexible Base"SICE Annual Conference in Fukui, August. 1862-1866 (2003)
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[Publications] 久田 岳夫, 鈴木 聡, 古田 勝久: "仮想内部モデル追従型マスタースレーブ制御を用いた車両型移動ロボットの遠隔制御"第46回自動制御連合講演会. 407-410 (2003)
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[Publications] 小林 寿光, 鈴木 聡, 岩瀬 将美, 古田 勝久: "SDREを用いた二重倒立振子の振上げ倒立安定制御"第46回自動制御連合講演会. 208-210 (2003)
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[Publications] 荒井 一樹, 鈴木 聡, 古田 勝久: "SDREを用いたマニピュレータのインピーダンス制御"第46回自動制御連合講演会. 200-203 (2003)
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[Publications] 小峯 考吉, 岩瀬 将美, 鈴木 聡, 古田 勝久: "極配置を用いた機械系の運動制御"第46回自動制御連合講演会. 215-216 (2003)