2018 Fiscal Year Annual Research Report
Fast and Precision Control by Load-State Feedback for Positioning Devices with Reducers
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16K06413
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岩崎 誠 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10232662)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 健太 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70432292)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | メカトロニクス / モーションコントロール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【減速機の非線形要素を考慮したFF/FB補償器連成設計への応用展開】
最終年度（平成30年度）では，平成29年度にて検証したパラメータ変動に対するロバスト制御性能の更なる向上を目指し，減速機に内在する非線形特性をアクチュエータ出力に対する制約条件として不等式表現し，さらにFFおよびFB補償器の係数ベクトルに関する二次形式評価指標を併せて連立してAffine関数によるLMIで表現することで，FF/FB補償器の連成設計に対する最適化評価指標の定式化とした。その場合，従来法であるSchur ComplementによるLMIの変換と線形最適化手法の枠組みをそのまま適用できないため，非線形計画問題で用いられている逐次二次計画法を最適化アルゴリズムとして導入し，定式化された非線形な評価関数を最小化するFF/FBフリーパラメータベクトルの算出へと設計論を拡張した。
平成28年度に試作した供試アクチュエータに産業用ロボットのアーム軸を想定したアーム負荷を設置し，負荷状態量を含めた状態FB併用型フルクローズド2自由度位置決め制御系を設計した。そこでは，機構共振振動および減速機に内在する角度伝達誤差に起因する振動抑制を目的に，1)共振振動抑制と負荷位置追従 特性に着目した既約分解表現に基づくFF補償器と，2)角度伝達誤差による機構振動抑制とパラメータ変動に対するロバスト性能に着目した状態FBおよびFB補償器をそれぞれ設計した。状態FBの設計では，FBループ感度に着目し，所望の振動抑制を陽に満足する極配置および周波数整形を行った。そして，提案2自由度 制御による高速・高精度位置決め制御系の実機有効性検証と共に，平成29年度以降の課題抽出として，プラントパラメータ変動に対する影響や，減速機に内在する摩擦やヒステリシス特性に代表される非線形要素に対する制御性能劣化を評価した。
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Research Products
(11 results)
