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ホロノミーの原理に基づいた新しい移動ロボット機構の運動制御

研究課題

研究課題/領域番号 17760349
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 制御工学
研究機関京都大学

研究代表者

石川 将人  京都大学, 情報学研究科, 講師 (20323826)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード移動ロボット / 非線形制御 / 非ホロノミック系 / 非ホロノミックシステム / ヘビ型ロボット / ホロノミーの原理 / 周期フィードバック制御 / 反復制御
研究概要

A)反復制御を用いたロバストな移動ロボットの制御
対象とするシステムの可制御性構造とホロノミーの原理に基づいて周期入カパターンを設計し、さらにそのパラメータをオンラインで反復調整することによって、対象のモデル化誤差やホロノミーの原理を適用する際に生じる近似誤差を漸近的に除去する方法を提案した。これにより、正確な位置決め(Point-to-Pointフィードバック制御)や経路追従制御などが可能になり、また制御実験によってその有効性を検証した。
B)周期性を利用した不連続フィードバック制御
ホロノミーの原理は基本的にフィードフォワード型の周期パターン入力に基づいているが、これを補うアプローチとして、純粋なフィードバック制御を用いたよりロバストな移動制御方法を研究した。特に三叉ヘビロボットは(3,6)型、ヘビロボットは(2,3,5)型と呼ばれる可制御構造の指標(growth vector)を持つが、これらのクラスに対して、周期入力と同じ効果を実現するような不連続状態フィードバック則を提案した。
C)三足歩行ロボットの制御
前年度は三足歩行機構の試作および基礎解析を行ったが,リンク構造の複雑さや不連続性などの問題により,ホロノミーの原理を直接に適用することは容易ではないとの見通しを得た。そこで本年度は発想を大きく前進させた。すなわち、すでにホロノミー構造のよくわかっている(2,3,5)型のヘビ型ロボットをまず規範モデルと考え、これと同じ可制御性構造を持つ歩行機構を追求した結果として「コンパス型三足歩行ロボット」という新しいメカニズムを提案し、その基本的な歩行原理を示した。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件)

  • [雑誌論文] 三叉ヘビ型ロボットのPoint-to-Pointフィードバック制御2007

    • 著者名/発表者名
      石川, 南, 杉江
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 20・2

      ページ: 69-75

    • NAID

      10022000106

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 三叉ヘビ型ロボットの推進原理と周期入力による制御2006

    • 著者名/発表者名
      石川
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 42・5

      ページ: 520-528

    • NAID

      10017489251

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development and Control of the Trident Snake Robot2006

    • 著者名/発表者名
      M.Ishikawa, Y.Minami, T.Sugie
    • 雑誌名

      Proc.of the 45th IEEE Conference on Decision and Control

      ページ: 6450-6455

    • NAID

      130004667841

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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