2009 Fiscal Year Annual Research Report
インピーダンス理論に基づく衛星捕獲ロボットのコンタクトダイナミクスと制御法の研究
| Project/Area Number |
20760155
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
中西 洋喜 Tohoku University, 大学院工学研究科, 助手 (90361120)
|
|---|
| Keywords | 軌道上サービス / 衛星捕獲 / ロボティクス / 接触力学 / インピーダンス制御 / フリーフライングロボット |
|---|
| Research Abstract |
本課題は,フリーフライング宇宙ロボットを用いた軌道上サービスミッションを実現するために必要不可欠な「コンタクトダイナミクス」の定式化に立脚した衛星捕獲制御技術の確立を目指し,軌道上ロボティクスの研究を行うことを目的とする.ターゲットの力学的インピーダンス特性を適切に評価し,それに対しインピーダンス・マッチングを実現するように捕獲用ロボットアームを制御することにより,きわめて小さな衝撃力によるファーストコンタクトと,安定的な接触状態の実現する.
本年度は,シミュレーションによる制御法の解析とともに,前年度に試作した,空気浮上フリーフライングロボットモデル及び,ターゲット捕獲用の空気浮上2次元マイクロアームの改良・整備を行った.本モデル及び,空気浮上ターゲットモデルを用いて,微小重力環境下における衛星捕獲実験を行い,インピーダンス制御による浮遊ターゲットに対する接触維持が有効であることを確認した.制御むだ時間が接触力に及ぼす影響についても検討を行い,影響を相殺するインピーダンスパラメータの決定法および,その限界について確認した.また接触力をトリガーとして自動的に把持を行うグリッパシステムについて開発を行った.上記の接触維持手法と組み合わせることにより,センサー類を追加することなしに,容易かつ確実に衛星捕獲が可能となることを確認した.さらに,アクチュエータの性能限界を考慮した,最適接触アプローチおよび,接触直後の運動量コントロールについて検討を行った.
|
