| 研究課題/領域番号 |
07455110
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中村 仁彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20159073)
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| 研究分担者 |
吉本 堅一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10011074)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
1996年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1995年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
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| キーワード | マニピュレータ / 非ホロノミック・システム / 非線形制御 / 運動計画 / チェインドフォーム / アンダーアクチュエイティド・システム / ロボット / 自由関節 / 運動学的オーバーシュート / 非ホロノミック / 無段変速機 |
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| 研究概要 |
本研究では、はじめにn関節のマニピュレータを二つのアクチュエータで駆動する全く従来の概念にない新しい発想のマニピュレータを設計・試作し、運動計画法ならびに位置決め、軌道制御などの非線形制御理論を確立、実証した。一般の任意な数の自由度をもつマニピュレータを二個のアクチュエータのみで制御しようというのは世界でも例がない新しい研究である。非線形制御理論の観点からもこれまでにない非ホロノミック構造の拘束条件をもつシステムの研究である。とくに従来の非ホロノミック・システムに関する研究が主に既存の機械システムの解析から出発したのに対して、本研究は非ホロノミック・システムに適用可能な非線形制御技術を念頭において、今までに存在しなかった新たな機構を提案したことに意義がある。こ非ホロノミックマニピュレータでは二個のアクチュエータをベースに置いて任意にリンクの数を変化させたり、関節軸の方向を変えたりすることができる。従って可変構造のモジューラ型ロボットシステムとして理想的な特徴をもっている。
次に、アクチュエータ1個で2関節以上のマニピュレータを制御することができるかどうかについて、研究を行なった。ここでは、第1関節がアクチュエータで駆動され、第2関節が受動関節として自由に回転できる構造のものを扱った。このような力学系は、加速度に関する動力学的な拘束条件をもつ系として表されることが特徴的である。このような系はドリフト項をもつ非線系制御系とよばれ、一般論としてこのような系を議論するための理論は確立されていない。本研究では、剛体系の非線形運動の問題として議論し、その非線形挙動の解析を行ない駆動法によってはこのような単純な力学系においてもカオス的な挙動が現れることを明らかにした。その上で、周期軌道への安定化の問題を論じ、二つの関節を任意な角度へ同時に位置決めする方法を確立した。
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