2004 Fiscal Year Annual Research Report
周波数領域設計での入力外乱推定オブザーバによるアクチュエータのロバスト制御
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16078201
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
白石 昌武 茨城大学, 工学部, 教授 (10091860)
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| Keywords | 周波数領域設計 / 入出力外乱推定オブザーバ / ロバスト制御 / アクチュエータの位置決め / 脳波信号 / マニピュレータ / 車椅子 / 三軸系 |
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| Research Abstract |
精密位置決めは今後最も期待される技術の一つであり、種々のアクチュエータが用いられる中で、いかにアクチュエータの特徴を生かし、かつ外乱の影響下でロバストな制御系を構築するかがカギである。提案した周波数領域でのロバストな入出力外乱推定オブザーバを併合したシステムとして、(1)超精密を目指した三軸位置決め系、(2)精密を目指した脳波信号によるマニピュレータの制御、そして(3)ミリメートルオーダの位置決めを目指した車椅子制御、の三つの系を取り上げた。その狙いは、本オブザーバが対象としている系の要求精度に関係なく、いかなるシステムに対しても有効であることを追求するためである。オブザーバはそれぞれの系に制御系として組込まれ、そして制御系設計の一ステップとして効力を発揮する。そこで初年度は、設計したオブザーバが入力外乱に対し、その抑制にどれだけロバスト性を示すかについてシミュレーションを行い、良好な結果を得ている。と同時に、上に述べた三つの系についてハードウエアの設計と製作を行った。特に(2)の脳波信号による三関節型マニピュレータの制御では、まずオブザーバを併用しない場合についての、マニピュレータの各関節の角度位置決めによる追従制御を行った。外乱を入れず、またマニピュレータの動作を比較的低速で駆動させた場合には、おおよそ基準の運動軌跡に追従していることが確認できた。しかしそれを高速駆動すると各関節の慣性力が外乱として作用し、運動に影響を及ぼす。マニピュレータはDCモータで駆動されているが、次年度はロバストな入出力外乱推定オブザーバを組込み、実機にて外乱除去の効果を検証する。なお(1)と(3)のシステムについてはハードウエアの構築中であり、次年度も引続きその製作を実施して行く。
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