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海洋ロボット用マニピュレータの軽量化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 04302035
研究種目

総合研究(A)

配分区分補助金
研究分野 海洋工学
研究機関九州大学

研究代表者

小川原 陽一  九州大学, 工学部, 教授 (20214033)

研究分担者 浦 環  東京大学, 生研, 教授 (60111564)
大和 裕幸  東京大学, 工学部, 助教授 (50220421)
小山 健夫  東京大学, 工学部, 教授 (10010696)
小寺山 亘  九州大学, 総理工, 教授 (80038562)
豊貞 雅宏  九州大学, 工学部, 教授 (30188817)
研究期間 (年度) 1992 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1993年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード海洋ロボット用マニピュレータ / 軽量化 / 位置と力の制御 / 学習型フィードフォワード方式 / 高速学習 / 操作エネルギー最小化 / 軌道パターン / ニューラルネットワーク / 学習型フィードフォワード制御方式 / 海用ロボット / マニピュレータ / 位置と力のハイブリッド制御 / 学習制御 / 操作エネルギー低減
研究概要

1.力の制御方式に関する研究
(1)位置と力の制御にハイブリッド制御方式を用い、それを学習型フィードフォワード方式で制御するシステムを構築し、その学習方程式に比例項を付加することにより、学習を実用上十分な速さで高速に行なうことができるシステムを得ることができた。
(2)上記の高速学習型フィードフォワード制御方式を用いることにより、マニピュレータの手先の位置と同時に手先が作業対象物に及ぼす力をマニピュレータの非線形性や状態の変化に対して極めて高い適応性を有しかつ高精度で制御することができる実用的な制御システムを構築する目処が得られた。
2.操作エネルギー低減軌道制御方式に関する研究
(1)操作エネルギー最少化軌道は、人間の上肢のような滑らかな動作を実現する加速度変化最少化軌道に比較しても、3〜4割程度の操作エネルギーの低減ができることが判明した。
(2)2点境界値問題を解いて得られた操作エネルギー最少化軌道は、軌道パターンの特性量を、多層ニューラルネットワークによって学習させ、その結果を用いて関節角度を時間に関する多項式で表わすことによって実用上十分な精度で近似することができ、操作エネルギー最少化軌道運転をオンラインで行なう制御システムを構築する目処が得られた。
以上の結果、マニピュレータの構造の軽量化とその動力源の軽量化のために、作業時に作業対象物に必要以上の力を加えない力の制御方式と、操作エネルギー低減軌道制御方式に関する基礎技術を確立することができた。

報告書

(3件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] 小川原 陽一: "海洋ロボット用マニピュレータの学習フィードフォワード方式による位置と力の制御" 西部造船会々報. 85号. 101-110 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 新宅 英司: "海洋ロボット用マニピュレータの操作エネルギー最小化軌道制御に関する研究" 西部造船会々報. 87号. 9 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoich Ogawara: "Hybrid Position and Force Control of Under Water Manipulator based on Learning Feed-Forward Controller" Transactions of the West-Japan Society of Naval Architects. No.85. 101-110 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Eiji Shintaku: "Study on a Trajectory Planning of the Under Water Manipulator based on a Minimum Control Energy Criterion" Transactions of the West-Japan Society of Naval Architects. No.87 (anticipation). (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川原 陽一: "海洋ロボット用マニピュレータの学習型フィードフォワード方式による位置と力の制御" 西部造船会々報. 85号. 101-110 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 新宅 英司: "海洋ロボット用マニピュレータの操作エネルギー最小化軌道制御に関する研究" 西部造船会々報. 87号. 9 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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