2017 Fiscal Year Annual Research Report
油圧ハイブリッドサーボブースターによる多機能ロボットの構築と最適制御
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17H03208
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
玄 相昊 立命館大学, 理工学部, 准教授 (30344691)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ロボティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．基本回路の性能解析：本年度は４つのバルブを同一の汎用比例弁とした基本回路を具体的な研究対象として、単軸スライダーと3軸ロボットにおいて理論と実験の両面で性能の解析を行った。特に、最大速度、最大発揮力、最大加減速度、分解能、応答性（遅れと動特性）、定常特性（精度）について調査を行った。実際に実験的に確認したデータと突き合わせて、いくつか誤解していた部分について修正を行うことができた。これにより、他の派生回路についても要素選定方法についてある程度の指針が得られた。
２．モデル同定と最適制御アルゴリズム：最終的に多軸ロボットの最適制御を導出することが目的であるが、まずは単軸の駆動回路を対象としたモデル同定と最適制御に着手した。最初に制約付き線形最適制御を検討するため、モデルの線形化作業を行った。また、合流部分やチェック弁に付随する圧力・流量の制約条件の整理を行い、数式モデルに反映した。動作点付近の挙動が正しいかどうか、実機データと突き合わせながらモデルの妥当性の検証を行った。
３．ロボット適用実験：既存の3軸マニピュレータの根元関節の高速制御、精密制御、力制御について集中的に検討を行った。力制御については重力補償に成功し、フルードパワーシステム学会の国際シンポジウムで発表した。特に、閉回路の片ロッドシリンダー適用時に発生する過負荷・流量不足の問題についての解決策を見出し、さらに重力場における運動特有の負荷変動に対する対策を見出した。その実験結果を論文にまとめてIEEE IROSに投稿した。同様の評価実験を両ロッドシリンダー搭載リニアアステージについても開始した。
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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
設定した課題１～３の全てに着手し、一定の成果が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．他の派生回路モデルの解析に着手する。開回路と閉回路単独使用時との定量的な比較を行う。それらの結果を表にまとめる。
２．本年度とくに研究対象としたロボットアームの関節とリニアステージについてモデル同定試験を行い、最適制御アルゴリズムを導出する。
３．負荷が非線形に干渉する多軸ロボットへの適用方法の調査を開始する。
４．ハードウェアについては脚ロボットへの適用に着手する。
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