| 研究概要 |
本研究は,非ホロノミックな拘束を受ける柔軟ロボットのロバストな制御手法の確立を目指して,非駆動関節を有する2リンクフレキシブルアームの運動制御の研究を行った.非駆動関節においてモーメントが伝達されないというリンク間の速成の拘束条件が非ホロノミツクな拘束条件となり,その運動計画は容易ではない.本研究では,まずフレキシブルアームの変形を静的たわみ曲線で近似してモデリングを行い,そしてフーリエ基底アルゴリズムを用いることによって軌道計画問題を最適パラメータ問題に帰着させ,最適軌道計画を行った.なお,計算機シミュレーションにより得られた結果からアニメーションも作成した.その結果,フーリエ基底アルゴリズムを用いた本制御手法を用いることにより,2リンクフレキシブルアームのすべての状態量を目標値に到達させる軌道を得ることに成功し,本制御手法は非ホロノミックフレキシブルアームの姿勢制御問題に対して非常に有用であることを示した.さらに,いろいろな目標姿勢について最適軌道を導出し,得られた最適軌道について考察した.目標姿勢によって最適軌道は当然異なるものの,制御対象の自由度に対応した数の波数を基本とする最適軌道になることを明らかにした,また,剛体アームの場合を比較して,その特徴も明らかにした.基本的には柔軟性による自由度の増大が本質的な差であり,先端のアームから目標姿勢を達成する特徴は同じであることがわかった.今後非線形軌道制御の非定常性を考慮した上でロバスト振動制御の開発を行い,総合的なロバスト運動制御手法を確立し,実験によって本手法の有効性を確認するために,実験装置を製作した.
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