2006 Fiscal Year Annual Research Report
結合振動子モデルと制御対象の統合系における振動子設計論
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17760204
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
稲垣 伸吉 名古屋大学, 大学院工学研究科, 助手 (80362276)
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| Keywords | 非線形振動子 / Central Pattern Generator / 自律分散システム / 歩行ロボット |
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| Research Abstract |
本研究では、ロボットなど多自由度、複雑な制御対象(機械系)に対し広く使われている「結合振動子モデルを用いた制御方法」において、結合振動子モデルと機械系の統合系における動的パターンの安定性に基づく、振動子の解析的設計論について理論展開と検証を行う。具体的に以下の課題を行う。
(1)結合振動子モデルと機械系の統合系に対し、自律分散システムの設計理論に基づいてモデル化することにより、計算複雑度の分散化を行う。
(2)機械系と振動子系の受動的結合により、機械系の物理的エネルギーと振動子系の仮想的エネルギーの和(拡張エネルギー)を指標とした、動的パターンの安定解析を行う。
(3)課題(2)の安定解析に基づいた振動子の設計問題を定式化し、解法を探求する.
(4)実システムへの搭載方法の検討と、物理シミュレーションおよび実機における検証を行う。
この中で平成18年度は上記課題(3)、および(4)における物理シミュレーションの導入と、実機実験の準備を行った.課題(3)について具体的には、前年度取り組んだ課題(2)(機械系と振動子の統合系における、機械系の物理的エネルギーと振動子が持つ仮想的な振動エネルギーの消散的結合による系の設計法)に基づき、2足歩行ロボットのための振動子の設計法を提案した.その設計法においては、2足歩行ロボットの歩行制御でエネルギー効率の観点で着目されている受動歩行制御法を振動子による制御で実現している。また、課題(2)で培った動的バターンの安定解析を拡張して、歩行パターンの安定性解析を行った。
課題(4)については、提案手法を検証するために、二足歩行ロボット実機開発、物理シミュレータによる多脚歩行ロボットの開発を行った。特に、後者においては、より複雑な環境での制御を実現できる振動子の設計を目的に、ロボットの運動にGAを取り入れた実験を行った。
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