アドバンスト・モ-ション・コントロ-ル(運動の高性能制御)の研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02650296
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堀 洋一 東京大学, 工学部, 助教授 (50165578)
• キーワード: サ-ボ系 / ロバスト制御 / 2自由度制御 / オブザ-バ / 非干渉制御 / ロボットマニピュレ-タ / 軌道制御 / モ-ションコントロ-ル

研究概要

本研究は、「電気・機械複合系の、アドバンスト・モ-ション・コントロ-ル(運動の高性能制御)における新しい設計パラダイムを提案し、構築すること」を目的として、平成2年4月より開始された。
具体的には、メカニカルシステムにおける、最も低位の状態変数である加速度を直接制御する必要性を述べ、その優れた外乱抑圧特性や、システム定数変動に対する強力なロバスト性を追究した。筆者がかつて提案した「加速度制御」においては、変動する外部環境の推定が基本となる。この視点から各種のロバストサ-ボ系を見直し、2自由度制御系にもとづく統一的な設計法を確立し、これをベ-スに、外乱オブザ-バ、受動的適応制御、安定化ディジタル逆システムといった手法の関係を明らかにした。さらに、これを多軸ロボットの運動制御へ応用し、従来の計算トルク法にもとづく非能率的な手法を打破する新しい制御法(位置指令のみにもとづく制御)を提案し、等身大マニピュレ-タを用いた実験によってその有効性を実証することができた。当初の予定では、さらに、モ-ション・コントロ-ルにおける逆ダイナミクス学習の役割を明確にし、自律分散制御系としての意味付け、生体情報処理原理にもとづく学習機能と、従来の制御理論の知識を有機的に結合させた新しい理論分野を開拓したいと考えた。ところが、研究代表者の長期海外出張に伴い、研究を1年で終了することになったため、この項目は十分検討することができず今後の課題として残された。
しかしながら、それ以前の比較的“ハ-ドな"部分、すなわち、2自由度ロバストサ-ボ系の設計に関する純粋に制御理論的な部分の展開と、これをベ-スにした1軸マニピュレ-タ、さらに最終的には多軸マニピュレ-タを用いた検証については、予想を上回る成果が得られ、提案手法の有効性を理論、実験の両面から十分実証することができ、計算トルク法にかわるパラダイムを提唱できたと考えている。

研究成果

• [文献書誌] 金子 智朗,梅野 孝治,堀 洋一: "位置指令のみに基づくマニピュレ-タの新しい軌道制御の提案" 電気学会論文誌D. 110Dー7. 850-851 (1990)
• [文献書誌] 堀 洋一: "モ-ションコントロ-ルにおける最近の話題(アドバンストモ-ションコントロ-ルの理論と応用)" 電気学会論文誌D. 110Dー11. 1110-1112 (1990)
• [文献書誌] 梅野 孝治,堀 洋一: "2自由度ロバストサ-ボ系の構成とマニピュレ-タの運動制御への応用" 電気学会論文誌D. 110Dー11. 1163-1170 (1990)
• [文献書誌] Takaji Umeno and Yoichi Hori: "Two Degrees of Freedom Controllers for Robust Servomechanism ーTheir Application to Robot Manipulators without Speed Sensorsー" IEEE International Workshop on Advanced Motion Control. 179-188 (1990)
• [文献書誌] Takaji Umeno and Yoichi Hori: "Advanced Motion Control based on the Two Degrees of Freedom Servosystem" IEEE International Workshop on Intelligent Motion Control. 683-689 (1990)
• [文献書誌] Takaji Umeno and Yoichi Hori: "Two Degrees of Freedom Controller for Robust Servomechanism and Its Application to Motion Control of Robotic Manipulator" ロボテイクス・メカトロニクス講演会'90ーインテリジェントな機械システムの実現を目指してー. (1990)
• [文献書誌] 梅野 孝治,金子 智朗,堀 洋一: "ロバストサ-ボ系を用いたマニピュレ-タ制御とそのロバスト安定性について" 電気学会システム・制御研究会. SC-90-4 (1990)
• [文献書誌] 金子 智明,梅野 孝治,堀 洋一: "ロバストサ-ボ系による多軸マニピュレ-タの軌道制御" 電気学会産業計測制御研究会. IIC-90-51 (1990)
• [文献書誌] 金子 智明,梅野 孝治,堀 洋一: "位置指令のみに基づくマニピュレ-タの軌道制御" 平成2年電気学会全国大会. 566. (1990)
• [文献書誌] 梅野 孝治,堀 洋一: "2自由度ロバストサ-ボ系の構成とそのモ-ション制御への応用" 平成2年電気学会全国大会. 570. (1990)
• [文献書誌] 金子 智朗,梅野 孝治,堀 洋一: "ロバストサ-ボ系に基づく多関節マニピュレ-タの軌道制御" 平成2年電気学会産業応用部門全国大会. 166. (1990)
• [文献書誌] 金子 智明,菅井 賢,梅野 孝治,堀 洋一: "2自由度ロバストサ-ボ系による多軸マニピュレ-タの軌道制御" 平成3年電気学会全国大会. (1991)
• [文献書誌] 堀 洋一: "小型モ-タの高性能制御技術ーロバスト制御(2)" 「機械設計」12月号別冊「精密小型モ-タの最新技術」. 147-157 (1990)