| 研究概要 |
ロボット制御において,従来必要不可欠とされてきた逆動力学を用いない実用的な制御手法のパラダイムを提唱した.具体的には,関節毎に独立に設けたロバストなサーボ制御器と逆キネマティクスのみをベースとする提案手法が,DD(ダイレクトドライブ)ロボットのような非常に干渉の強い系においても適用可能であることを実証した.具体的な項目は以下のとおりである.
(1)関節のロバストサーボコントローラの開発 外乱抑圧特性やシステム定数変動に対するロバスト性を改善するための2自由度制御を提案し,諸方法の関係を明確にした.またロバストサーボ制御系の安定問題を吟味し,本手法が簡単な制御系できわめて高性能のロボット制御が可能であることを実証した.また,エンコーダの分解能が低い場合にも高いロバスト性を有する瞬時速度オブザーバを提案した.
(2)ロボット制御の統一的実現 インピーダンス制御・コンプライアントモーション制御・力制御・ハイブリット制御など,ほとんどすべてのロボット制御の統一的実現法をまとめ,実験によってその有効性を確認した.
(3)ロバストな力制御系 適応制御やニューラルネットなどの学習機構を用いず,固定係数のロバスト力制御器によって,さまざまな特性をもつ対象物体を安定につかむ新しい手法を実現した.
(4)衝突過程の制御 軌道制御から力制御へ移行する際に生じる衝撃力を緩和する手法を,衝突検出を力センサまたは外乱オブザーバのみで行い実現した.また,障害物回避軌道計画に関しする実用的な高速アルゴリズムを開発した.
(5)柔軟関節の制御 制御対象を2慣性共振系で表現し,状態オブザーバやH∞制御を用いた制振制御法を開発した.とくに外乱オブザーバを用いる共振比制御を提案し,シミュレーションや3慣性系実験装置による実証を行った.
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