2010 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
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20760155
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中西 洋喜 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部, 常勤招聘研究員 (90361120)
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| Keywords | 軌道上サービス / 衛星捕獲 / ロボティクス / コンタクトダイナミクス / インピーダンス制御 / フリーフライングロボット |
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| 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,前年度までに構築したインピーダンス制御による接触維持技術をパラメータ未知のターゲットに対しても適用するため、適応的にインピーダンスをチューニングしながら安定な接触を継続する制御法の検討を行った.まず,アームに新たにシンプルな1軸距離センサーを搭載し、接触前後の速度と接触力履歴からターゲットの慣性を同定する手法を開発した.本手法をベースとして,「慣性未知のターゲットに対して,ロボットアームのインピーダンスが十分に小さい状態で初期接触を行い,接触中のデータよりターゲット慣性を同定し,自動的にインピーダンスを最適値(マッチング値)に変更することにより,適応的に最適な接触維持を実現する」というストラテジーを検討し,シミュレーションおよび,前年度に構築した空気浮上フリーフライングロボットモデル及び,空気浮上ターゲットモデルを用いて,有効性を確認し,良好な結果を得た.
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