弾性ロボットア-ムの制御ならびに高速位置制御法の関発に関する共同研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01045003
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 猪岡 光 東北大学, 工学部, 教授 (20006191)
• 研究分担者: 洪 どん杓 全北大学校, 工科大学, 助教授 ; 李 聖哲 全北大学校, 工科大学, 副教授 ; 高橋 隆行 東北大学, 工学部, 助手 (70197151) ; 石原 正 東北大学, 工学部, 助教授 (10134016) ; 長南 征二 東北大学, 工学部, 教授 (20005424)
• キーワード: フレキシブルア-ム / 高速制御 / PD制御 / 先端位置制御 / 根元駆動 / 逆動力学 / シミュレ-ション / 実験

研究概要

これまでの研究経過を踏まえ,実験装置及び制御用ソフトウェアの総合的評価と性能確認を行った.また現状の実験装置の問題点とその改良法についての検討も行った.
(1)並進運動する移動台上に取り付けられた弾性ロボットア-ムの先端位置制御に関し,逆ダイナミクスを用いた制御則の決定法が有効であることを,コンピュ-タシミュレ-ションおよび実験により確認した.(韓国側)
(2)弾性ロボットの先端位置を計測し,PD制御側を用いて制御することにより,根元に外乱を受けるような環境下でも先端位置を制御できることを確認した.これは,ハ-ドディスク装置などを車やその他振動外乱の多い場合で使用可能とするために重要な結果である.またここで用いた制御則は,ア-ム先端に種々の負荷質量を取り付けた場合にも有効に機能することを確認した.(韓国側)
(3)現状の実験装置は高い周波数での振動が起こり,精度の高い実験を行うには問題があることが指摘されていたが,試作したタイミングベルトを用いた装置により解決できることが示された.(日本側)
(4)本研究により得られた研究成果5編を,関連する研究も含めて'91KACC(韓国自動制御学術会議)国際セッションにて,日韓双方の共著論文として発表した.さらにその後,東北大学にて日韓双方の研究者による合同セミナ-を開催し,本共同研究の成果を含め9編の研究発表を行った.その他,7編の論文を雑誌等に発表した.(日韓双方)
(5)本共同研究により,弾性ロボットア-ムの制御法に関して一応の成果をあげた幹,このような研究の応用分野として最近注目を集めているマイクロロボットの制御に関して,今後日韓双方で研究協力を行うことで合意した.(日韓双方)

研究成果

• [文献書誌] Z.W.Jiang,S.Chonan,H.Abe,J.Tani: "Position Control of a Flexible Arm Using Piezoelectric Bimorph Cells" Trans.ASME,J.of Dynamic Systems,Measurement and Control. 113. 327-329 (1991)
• [文献書誌] 長南 征二,佐藤 孝弘,江 鐘偉: "圧電素子で駆動される小形フレキシブルロボットア-ムの光端保持変位制御" 設計・製図. 26. 551-556 (1991)
• [文献書誌] J.Tanai,S.Chonan,Y.Z.Liu,F.Yakahashi,K.Ohtomo,Y.Fuda: "Digital Active Vibration Control of a Cantilever" JSME International Journal Series II. 34. 168-175 (1991)
• [文献書誌] 渡部 哲緒,石原 正,猪岡 光: "演増時間を考慮した離散時間系の部分的ル-プ伝達回数回復" 計測自動制御学会論文集. 27. 41-48 (1991)
• [文献書誌] 橋元 晧,猪岡 光: "未知パラメ-タを有する振り子の振り上げ制御" 日本機械学会論文集. 57. 82-87 (1991)
• [文献書誌] Z.W.Jizng,S.Sakuma,S.Chonan,J.Tani: "Controllability of a Flexible Robot Arm Driven by Piezoelectric Bimorph Cells" International Symposium on the Application of Electromagnetic Forces. 85 (1991)
• [文献書誌] Y.Z.Liu,S.Sudo,J.Tani,T.Takagi,S.Chonan: "Galloping Control of a Cantilever Beam by Using a Piezoelectric Actuator" International Symposium on the Application of Electromagnetic Forces. 93 (1991)
• [文献書誌] S.Chonan,Z.W.Jiang K.Takahashi: "Positioning of a Two-Link Flexible Arm Using the Simple Decentralized Sensing and Torquing" 1991 Korean Automatic Control Conference. 1441-1446 (1991)
• [文献書誌] D.P.Hong,Y.J.Youn S.Chonan,H.Inooka: "A Study on the Displacement Control of the One-Link Flexible Arm Acting External Force on the Base Position" 1991 Korean Automatic Control Conference. 1447-1452 (1991)
• [文献書誌] S.C.Lee,D.Y.Pang S.Chonan,H.Inooka: "Tip Position Control of a 1-Link Flexible Arm by Inverse Dynamics" 1991 Korean Automatic Control Conference. 1453-1458 (1991)
• [文献書誌] T.Ishihara: "Robust Digital Controller for Robot Manipulators" 1991 Korean Automatic Control Conference. 1671-1676 (1991)
• [文献書誌] T.Takahashi,Y.Suzuki H.Inooka: "A Novel Idea on Hidden Layer Function in a Single-Input Single-Output Neural Network" 1991 Korean Automatic Control Conference. 1365-1370 (1991)
• [文献書誌] T.Ishihara: "Direct Digital Design of Computed torque Controller" 1992 Japan-Korea Joint Seminar on Advanced Mechatronics. 1-20 (1992)
• [文献書誌] S.Chonan,Z.W.Jiang: "Simple PD Controller for Ser-Point of a Multi-Link Flexible Arm" 1992 Japan-Korea Joint Seminar of Advanced Mechatronics. 21-30 (1992)
• [文献書誌] D.P.Hong,S.Chonan H.Inooka: "Endpoint Position Control of a One-Link Flexible Arm Disturbed by a Lateral Fluctuation at the Base" 1992 Japan-Korea Joint Seminar on Advanced Mechatromics. 31-45 (1992)
• [文献書誌] S.C.Lee: "Translational Control of a One-Link Flexible Arm" 1992 Japan-Korea Joint Seminar on Advanced Mechatronics. 46-56 (1992)
• [文献書誌] T.Takahashi: "Larpe Amplitude Non-Linear Vibrations of a Pendulum with a Translational Base" 1992 Lapan-Korea Joint Seminar on Advanced Mechatronics. 73-85 (1992)
• [文献書誌] Z.W.Jiang,S.Chonan: "Vibration and Tracking Control of a Miniature Flexible Arm Using Piezoelectric Bimorph Cells" 1992 Japan-Korea Joint Seminar on Advanced Mechatronics. 74-99 (1992)