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適応制御手法による摩擦外乱自動補償サ-ボコントロ-ラの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 62850042
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 機械力学・制御工学
研究機関岡山大学

研究代表者

井上 昭 (井上 明)  岡山大学, 工学部, 教授 (60026234)

研究分担者 増田 士朗  岡山大学, 工学部, 助手 (60219334)
岩井 善太  熊本大学, 工学部, 教授 (40026109)
馬場 充  岡山大学, 工学部, 助手 (80156538)
鷲尾 誠一  岡山大学, 工学部, 教授 (20026222)
小西 忠孝  岡山大学, 工学部, 教授 (20025935)
研究期間 (年度) 1987 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
1989年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1988年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1987年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワード適応制御 / 摩擦推定 / 摩擦補償制御 / 動特性同定 / 外乱推定オブザ-バ / 適応オブザ-バ / 未知外乱推定オブザーバ / 適応観測器
研究概要

サ-ボ技術において、サ-ボの高速化高精度化を阻害する大きい要因となっている摩擦に対する対策が急務の課題であり、本研究は、摩擦推定値を用いた摩擦補償によりサ-ボの高速・高精度化をはかることを目的としている。このため、摩擦外乱をオンラインで推定する適応オブザ-バの提案とそのプログラム化、摩擦を補償する適応制御則の提案、適応制御系の安定性証明方法の考案、サ-ボ実験装置の試作と摩擦外乱の推定実験を行った。主な研究実績は以下の通りである。
1.回転運動、繰返し動作をするサ-ボ系の摩擦外乱は周期性でありこれを推定する周期性外乱推定適応オブザ-バの構成法を提案し、さらに、高速演算可能とするため、外乱推定可能条件、フィルタ変数、線形モデルおよび推定外乱計算の簡単な計算式を導き、これを計算機プログラム化した。
2.摩擦を補償する適応制御則について(1)パラメ-タ概略値を用いて摩擦などの補償を行いパラメ-タ誤差による制御偏差を外乱とみなして非干渉適応制御を行う制御方式を提案し、(2)2自由度制御系の構成法を用いるアルゴリズムを提案し、計算機シュミレ-ションを行った。
3.適応制御系の安定性証明方法を考察し、閉ル-プ系の安定性の検討に用い、適応制御系の安定性条件を得た。
4.サ-ボモ-タ-・アンプとコンピュ-タとを接続したオンライン制御実験可能なサ-ボ実験装置、および、6自由度垂直多関節型ロボットを改造し、アンプ部とコンピュ-タとを接続したロボット実験装置を試作し摩擦外乱の推定実験を行った。また、摩擦の影響がより顕著に現れ、摩擦特性の解析が容易で摩擦補償の効果が大きい減速比1のダイレクトドライブサ-ボモ-タを用いたダイレクトドライブ実験装置の試作を開始した。

報告書

(3件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] 井上昭・杉本謙二・増田士朗: "周期性未知外乱推定適応オブザ-バの構成" システム制御情報学会論文誌.

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  • [文献書誌] 井上昭: "ロボットマニピュレ-タの適応制御" 計測自動制御学会中国支部岡山地区計測制御研究会資料. 1-11 (1987)

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  • [文献書誌] 井上昭: "適応制御系の安定論" 第20回計測自動制御学会適応制御部会講義会資料. 62-6. 1-15 (1987)

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  • [文献書誌] 石飛光章,岩田善太,井上昭,大友篤,藤村康弘: "多自由度マニピュレ-タの非干渉適応制御" 第6回計測自動制御学会九州支部学術講演会予稿集. 119-120 (1987)

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  • [文献書誌] 井上昭: "ロボットマニピュレ-タのパラメ-タ推定" 日本機械学会中国四国支部計測技術研究会第14回例会資料. 1-6 (1988)

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  • [文献書誌] 井上昭: "周期性確定外乱推定オブザ-バの構成" 第32回システムと制御研究発表講演会論文集. 143-144 (1988)

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  • [文献書誌] 井上昭: "適応観測器のよる外乱推定" 第33回システムと制御研究発表講演会論文集. 111-112 (1989)

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  • [文献書誌] 井上昭・増田士朗・杉本謙二: "2自由度制御形設計手法によるMRACSの構成" 第34回システム制御情報学会研究発表講演会論文集. (1990)

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  • [文献書誌] 杉本謙二・池下晴美・井上昭・増田士朗: "離散時間最適レギュレ-タのILQ設計法" 第34回システム制御情報学会研究発表講演会論文集. (1990)

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  • [文献書誌] Kenji Sugimoto,Akira Inoue,Siro Masuda: "A Direct Alogirthm for State Deadbeat Control" The 29th IEEE Conference on Decision and Control.

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  • [文献書誌] 岩井善太、井上昭、川路茂保: "現代制御シリ-ズ3巻 オブザ-バ" コロナ社, 255 (1988)

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  • [文献書誌] Akira Inoue: "Adaptive Control of Robot Manipulator" Preprint of SICE Chugoku Region Meeting, Okayama Session, pp.1-11, 1987.

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  • [文献書誌] Akira Inoue: "Stability Theory of Adaptive Control" Preprint of 20th SICE Tutorial Lectures on Adaptive Control, pp.1-15, 1987.

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  • [文献書誌] Mitsuaki Ishitobi, Zenta Iwai, Akira Inoue, Atsusi Ohtomo and Yasuhiro Fujimura: "Decoupling Adaptive Control of Manipulator with Multi-Links" Proc. of 8th SICE Kyusyu Region Annual Meeting, pp.119-120, 1987.

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  • [文献書誌] Akira Inoue: "Identification of Parameters in Robot Manipulators" Preprint of 14th JSMA Chugoku and Shikoku Regions Measurement Technique Meeting, pp.1-6, 1988.

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  • [文献書誌] Akira Inoue: "A Design of Observers Estimating Periodical Deterministic Disturbances" Proc. of 32nd Sys. and Control Annual Conf., pp.143-144, 1988.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zenta Iwai, Akira Inoue and Shigeyasu Kawaji: "Observers" Vol.3 in Modern Control Series, Corona Co. Tokyo, pp.1-255, 1988.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akira, Inoue: "An Observer to Estimate Deterministic Unknown Disturbances" Proc. of 33nd Annual Conf. of ISCIE, pp.111-112, 1989.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akira Inoue, Shiro Masuda and Kenji Sugimoto: "A Design Method of Model Reference Adaptive Control System Using Two-Parameter Compensation Scheme" Proc. of 34nd Annual Conf. of ISCIE, to appear, 1990.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenji Sugimoto, Harumi Ikeshita, Akira Inoue and Shiro Masuda: "The ILQ Design Method for Discrete-Time Optimal Regulators" Proc. of 34nd Annual Conf. of ISCIE, to appear, 1990.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akira Inoue, Kenji Sugimoto and Shiro Masuda: "A Design of an Adaptive Observer to Estimate Periodic Unknown Disturbances" Trans., of the Instit. of Sys., Cont. and Inf. Eng.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenji Sugimoto, Akira Inoue and Shiro Masuda: "A Direct Algorithm for State Deadbeat Control" The 29th IEEE Conf. on Decision and Control, Honolulu, Dec., 1990.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井上昭: "適応観測器による外乱推定" 第33回システムと制御研究発表講演会論文集. 111-112 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 井上昭,増田士朗,杉本謙二: "2自由度制御形設計手法によるMRACSの構成" 第34回システム制御情報学会研究発表講演会論文集. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 杉本謙二,池下晴美,井上昭,増田士朗: "離散時間最適レギュレ-タのILQ設計法" 第34回システム制御情報学会研究発表講演会論文集. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 井上昭: 日本機械学会中国四国支部計測技術研究会第14回例会資料. 1-6 (1988)

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      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 井上昭: 第32回システムと制御研究発表講演会論文集. 143-144 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 井上昭: 第33回システムと制御研究発表講演会論文集. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 岩井善太,井上昭,川路茂保: "現代制御シリーズ3巻 オブザーバ" コロナ社, 255 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1987-04-01   更新日: 2016-04-21  

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