幾何拘束をもつ柔軟多体系の分布定数モデルに基づいたダイナミクスベースト制御

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650243
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 松野 文俊 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (00190489)
• 研究分担者: 原 辰次 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (80134972)
• キーワード: 幾何拘束 / 柔軟多体系 / 分布定数モデル / ダイナミクスベースト制御 / 実験的検証

研究概要

1.「幾何学的な拘束条件に束縛された柔軟多体系のモデリング」
多腕柔軟アームの力制御・協調制御や柔軟な構成要素を結合して構築された柔軟宇宙構造物などの振動抑制制御に適用できるモデルを導出した。
2.「分布定数システムの数理的解析」
導出した制約条件つきの2階双曲型偏微分方程式を作用素論・半群理論を援用し数理的に解析し、システムのもつ特徴を明らかにした。
3.「制御系設計モデルを必要としない出力フィードバック制御系の構築」
制御系設計のための有限次元近似モデルを必要としない、分布定数系としての特徴をいかした簡便なダイナミックスベースト制御系を構成した。提案制御則が閉ループ系を漸近安定化することを証明した。構成された制御器の有効性を検証するために、ワークステーションを用いたシミュレーションを行なった。
4.「実験による有効性の検証」
双腕2リンク柔軟アームに対して力センサを用いた協調制御系と閉ループ機構をもった柔軟構造物の振動抑制制御系に対して、提案した制御アルゴリズムを適用した。実験結果より、提案制御則が閉ループ系を安定化すること、物理パラメータの不確定性に対してロバストであることを検証した。

研究成果

• [文献書誌] F.Matsuno and M.Hatayama: "Robust Cooperative Control of Two Two-Link Flexible Manipulators on the Basis of Quasi-Static Equations"Inc.J.Robotics Research. 18(4). 414-428 (1999)
• [文献書誌] 森田,鵜飼,神藤,松野: "周波数依存型最適サーボ系によるフレキシブル倒立振子の位置決め制御"日本機械学会論文誌(C編). 65(633). 1816-1822 (1999)
• [文献書誌] 松野,茂木: "冗長蛇型ロボットの運動学モデルに基づいた制御とユニット設計"計測自動制御学会論文誌. 36(12). 1108-1116 (2000)
• [文献書誌] 松野,村田: "先端負荷をもったユリンク柔軟アームのPDS制御"システム制御情報学会論文誌. 14(1). 26-32 (2001)
• [文献書誌] 大須賀,松野: "マニピュレータにおける受動性のロバスト性について"日本ロボット学会誌. 19(1). 75-80 (2001)
• [文献書誌] Y.Morita,F.Matsuno,Y,Kobayashi T.Kanzawa,H.Ukai and H.Kando: "Robust Force Control of a Flexible Arm with a Non-Symmetric Rigid Tip Body"J.Robotic Systems. (2001)