大推力動力伝達機構の逆可動化制御を可能にするスライディングモードフィルタ理論

• 研究課題/領域番号: 15H03938
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 広島大学 (2017); 九州大学 (2015-2016)
• 研究代表者: 菊植 亮 広島大学, 工学研究科, 教授 (90362326)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: 微分包含式 / 摩擦 / 逆可動性 / スライディングモード / フィルタ

研究成果の概要

本研究課題においては，大出力の減速機付き駆動装置を逆可動化し，外力に対して柔軟に反応する位置制御および力制御を実現するための各種要素技術の開発と理論研究を行った．得られた成果のうち主なものは下記のとおりである．（１）新しい摩擦補償制御手法を確立した．これにより，弾性のある駆動機構においても効果的な摩擦補償を行うことが可能になった．（２）スライディングモード理論にもとづいたノイズ低減フィルタの数値的性質を明らかにし，位置制御と力制御における有用性を明らかにした．（３）モーターが飽和する場合にも安全に動作する新しい力制御手法を提案した．

研究成果

• [国際共同研究] Yangon Technological University(ミャンマー)
• [雑誌論文] An Amplitude- and Rate-Saturated Controller for Linear Plants (2019)
  • 著者名/発表者名: Nehal Baiomy and Ryo Kikuuwe
  • 雑誌名: Asian Journal of Control 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A New Parabolic Sliding Mode Filter Augmented by a Linear Low-Pass Filter and Its Application to Position Control (2018)
  • 著者名/発表者名: Myo Thant Sin Aung, Zhan Shi and Ryo Kikuuwe
  • 雑誌名: Transactions of ASME: Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control 巻: 140 号: 4 ページ: 041005-041005
  • DOI: 10.1115/1.4037732
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Stability Enhancement of Admittance Control with Acceleration Feedback and Friction Compensation (2017)
  • 著者名/発表者名: Myo Thant Sin Aung and Ryo Kikuuwe
  • 雑誌名: Mechatronics 巻: 45 ページ: 110-118
  • DOI: 10.1016/j.mechatronics.2017.06.011
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Some Stability Proofs on Proxy-Based Sliding Mode Control (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kikuuwe
  • 雑誌名: IMA Journal of Mathematical Control and Information 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Some Improvements in Elastoplastic Friction Compensator (2017)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Iwatani and Ryo Kikuuwe
  • 雑誌名: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: 10
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An Identification Procedure for Rate-Dependency of Friction in Robotic Joints with Limited Motion Ranges (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Iwatani and Ryo Kikuuwe
  • 雑誌名: Mechatronics 巻: 36 ページ: 36-44
  • DOI: 10.1016/j.mechatronics.2016.04.002
  • 査読あり
• [学会発表] Anti-Noise and Anti-Disturbance Properties of Differential-Algebraic Relaxation Applied to a Set-Valued Controller (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kikuuwe
  • 学会等名: 15th International Workshop on Variable Structure Systems and Sliding Mode Control
  • 国際学会
• [学会発表] An LMI-based Parameter Selection Procedure for an Amplitude- and Rate- Saturated Controller (2018)
  • 著者名/発表者名: Nehal Baiomy and Ryo Kikuuwe
  • 学会等名: the 2018 SICE International Symposium on Control Systems
  • 国際学会
• [学会発表] 高剛性環境接触時におけるトルク制限アドミッタンス制御ロボットの挙動改善のための接触実験 (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷口亮祐，菊植亮
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
• [学会発表] An Improved Sliding Mode Differentiator (2017)
  • 著者名/発表者名: Gyuho Byun and Ryo Kikuuwe
  • 学会等名: 計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] Adaptive Gain Parabolic Sliding Mode Filter Augmented with Vibration Observer (2017)
  • 著者名/発表者名: Soe Lin Paing, Myo Thant Sin Aung and Ryo Kikuuwe
  • 学会等名: the 1st IEEE Conference on Control Technology and Applications
  • 国際学会
• [学会発表] Torque-Bounded Admittance Control (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kikuuwe
  • 学会等名: 日本ロボット学会学術講演会
• [学会発表] オフライン加速度推定によるワンストローク摩擦同定手法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西野彰真，菊植亮
  • 学会等名: 日本ロボット学会学術講演会
• [学会発表] An Elastoplastic Friction Force Estimator And Its Application to External Force Estimation And Force Sensorless Admittance Control (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Iwatani and Ryo Kikuuwe
  • 学会等名: SICE International Symposium on System Integration
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] An External Force Estimator Using Elastoplastic Friction Model With Improved Static Friction Behavior (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Iwatani and Ryo Kikuuwe
  • 学会等名: International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision
  • 発表場所: Phuket, Thailand
  • 年月日: 2016-11-13
  • 国際学会
• [学会発表] An Elastoplastic Friction Compensator with Improved Static Friction Behavior (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Iwatani and Ryo Kikuuwe
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2016
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] 弾性を含む駆動関節のための摩擦補償制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩谷正義，菊植亮
  • 学会等名: 日本機械学会2016年度年次大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-09-11
• [産業財産権] 力制御装置，力制御方法及び力制御プログラム (2017)
  • 発明者名: 菊植亮
  • 権利者名: 国立大学法人九州大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-136283
  • 出願年月日: 2017