2016 Fiscal Year Research-status Report
ロボット制御のための最適制御多点境界値問題の実時間解法に関する研究
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15K05861
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
早川 義一 愛知工業大学, 工学部, 教授 (60126894)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 最適制御 / 多点境界値問題 / ロボット制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は非線形システムの最適制御多点境界値問題の解法を開発し、得られる最適解が時々刻々変化する外部環境に適合するように、予測制御の手法と融合させた最適解の実時間解法をあわせて開発することである。具体的な課題としては、課題(a)線形システムに対する最適制御多点境界値問題の実時間解法の開発、課題(b)線形システムに対する最適制御多点境界値問題と予測制御との融合、課題(c)非線形ロボットに対する最適制御多点境界値問題の実時間解法の開発と予測制御との融合、課題(d)実ロボット制御への適用と評価、を設定している。平成２７年度は主に課題(a),(b)を実施し、その研究成果に基づいて、平成２８年度は主に課題(c),(d)を実施した。
課題(c)では、非線形ロボット（６自由度あるいは７自由度の垂直多関節型マニピュレータ）に対しての最適制御多点境界値問題の実時間解法の開発と予測制御との融合を試みた。平成２７年度に得られた線形システムに対する研究成果と知見に基づき、開発した実時間解法は、非線形ロボットの動特性モデルを現時刻の時空間近傍で線形化、逐次二次計画法を利用した、反復解法となっている。
課題(d)では、多指ハンド付き双腕アームロボット（６自由度垂直多関節型マニピュレータ×２、３本指ハンド×２、各指は３自由度）による折り紙（山折り）の実現、卓球ロボット（７自由度垂直多関節型マニピュレータ）によるラリーやサーブの実現を試みた。なお、前者では、手首に装着した６軸力覚センサ、各指先端に装着した６軸力センサから得られる力・モーメント情報を、後者では視覚センサ（カメラレートは９００ｆｐさるいは１５０ｆｐｓ）によるボール位置情報など、各種のセンサ情報をフィードバック制御に利用した。
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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
研究計画にほぼ沿った実施と成果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題(c),(d)をさらに深く掘り下げていく予定である。
課題(c)では、非線形システムに対する最適制御多点境界値問題の解のシステム論的な性質を明らかにしたいと考えている。たとえば、解の存在性・唯一性、非線形システムのシステム論的性質、評価関数の性質などの理論的な関係を解明する予定である。
課題(d)については、平成２８年度の制御成果を踏まえ、センサ情報処理の改善、評価関数と多点境界値の設定の改善を行い、よりロバストな制御性能を達成できるようにする予定である。
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