2016 Fiscal Year Annual Research Report
Sliding Mode Filtering Theory for Backdrivabilizing Control of Large-Force Transmission Mechanisms
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15H03938
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
菊植 亮 九州大学, 工学研究院, 准教授 (90362326)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 微分包含式 / 摩擦 / 逆可動性 / スライディングモード / フィルタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【１】前年度に初期アイデアを得た摩擦補償の制御則について，詳細な実験と調査を重ねて対外発表と論文投稿を行った．特に，静止摩擦時のディザーと組み合わせることによって，弾性のある駆動機構においても効果的な摩擦補償を行うことができた．
【２】上記の摩擦補償制御則に類似の外力推定法を考案した．これについては国際会議で発表を行った．また，これを用いて力センサを用いないアドミッタンス制御を実現した．
【３】非平滑な制御則の一つであるプロクシベースト・スライディングモード制御について，新しいアプローチから安定性解析を行い，論文を投稿した．この論文は採録が決定している．ここで考案した安定性解析の手法は，スライディングモードフィルタやスライディングモードオブザーバにも適用できる可能性がある．
【４】新しいスライディングモード微分器を提案し，国内の学術講演会で発表した．これは古典的なスライディングモードオブザーバと同じ形式を持つが，用いられている関数の傾きが収束の速さに重要な役割を担うことに着目し，改良を施した．また，後退オイラー法で実装することによって，チャタリングを抑制することができた．
【５】新しいアドミッタンス制御手法を考案した．トルクに制限を設けた上で，力センサ以外の部位での外力にも安全で滑らかな応答を示す．この手法は，大出力駆動機構において，力センサを用いる制御と用いない制御を安全に共存させるために極めて有用であると考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
摩擦補償や安定性解析について複数の論文を投稿することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
【１】考案した新しい微分器の理論的観点から精査し，早期に論文投稿を目指す．新しい微分器はSlotineらによって提案されたスライディングモードオブザーバの特殊例であると見ることができるが，後退オイラー法を用いた実装によって符号関数の取り扱いがより理論的に厳密になる．従来の連続時間理論に近い性質が現実のデバイスで実現できる可能性があり，この観点から精査をおこなう．
【２】上記の微分器を用いて実験装置の逆可動化と力制御を実現する．特に加速度情報を用いた外力推定と慣性補償，および，摩擦補償を組み合わせる．
【３】新しいアドミッタンス制御についても早期の論文投稿を目指す．また，摩擦補償などと組み合わせることによってどの程度の効果が得られるかを検証する．
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