2008 Fiscal Year Annual Research Report
非線形バネ機構ロボットの開発と実環境適応型モーション制御システムの実現
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18560430
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
駒田 諭 Mie University, 大学院・工学研究科, 准教授 (10215387)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
弓場井 一裕 三重大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10324542)
白井 達也 鈴鹿工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20342503)
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| Keywords | 非線形バネ機構 / ロボット / 関節剛性 / 環境適応 / モーションコントロール / 腱駆動 / ヒステリシス特性 / 外乱オブザーバ |
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| Research Abstract |
1. SATを用いたロボット製作昨年度に完成した垂直型三リンク柔軟関節ロボットによる実機実験を継続したが、機械的な精度と強度の不足が明らかになった。今年度はロボットの関節部構造の見直しと改造を行い、高剛性化と低フリクション化を実現した。
2. SATを用いたマニピュレータの制御従来の非線形バネを用いた腱駆動機構の制御は、バネの特性式が得られることを前提とした制御法である。ここで使用する非線形バネSATはヒステリシス特性を有し、従来の制御では良い性能が得られない。そこで、バネの近似特性式、外乱オブザーバによる外乱補償と反力推定オブザーバによる張力フィードバック制御の併用する手法を提案し、実験とシミュレーションにより多関節運動時の有効性を確認した。さらに、基礎研究としてゲインスケジューリングコントローラの設計のため、各動作点において制御仕様を満たす低次コントローラの設計方法を提案し、実験により有効性を確認した。
3. 学習による環境適応能力の獲得上記のように非線形バネSATはヒステリシス特性を有するため、その特性式を得るのが困難である。そこで、非線形バネを用いた腱駆動機構に対してニューラルネットワークにより自律的に制御器を設計する手法を提案し、シミュレーションにより有効性を確認した。さらに、前年度開発した本腱駆動機構に対する学習制御手法に改良を加え、シミュレーションによりその有効性を確認した。
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