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2006 年度 実績報告書

周波数領域設計での入力外乱推定オブザーバによるアクチュエータのロバスト制御

研究課題

研究課題/領域番号 16078201
研究機関茨城大学

研究代表者

白石 昌武  茨城大学, 工学部, 教授 (10091860)

キーワード周波数領域設計 / 入出力外乱推定オブザーバ / ロバスト制御 / アクチュエータの位置決め / 軸の振れ / ARXモデル
研究概要

精密を目指した位置決め系についてX軸に焦点を絞り、その振動制御を実機にて遂行するためX軸先端に超小型の加速度センサを装着し、と同時に軸の振動状態を測定するため高精度レーザ変位センサを用いた。まず、X軸のダイナミクスとしてARXモデルを適用して運動解析を行い、実験との比較を行うことにより、ARXモデルの精度追求を行って妥当性を確認した。そのロバスト性を検証するため、軸に負荷をかけた場合の高速往復運動を繰り返し、その結果負荷が特に大きい場合を除いては、ある程度のロバスト性があることを確認した。次に、研究のキーポイントとなる本提案のオブザーバが、入力外乱に対しその抑制にどれだけロバスト推定が可能かについて、ARXモデルを用いてシミュレーションを行い、実験結果との比較を行った。それによるとオブザーバ設計の祭のパラメータを適宜選択することにより、十分なるロバスト性が得られることが分かった。ただ課題としてそのパラメータの設定法が残っている。本提案のオブザーバは制御対象が異なっても、有効でなければ意味がない。そこで脳波信号による三関節型マニピュレータの操作に適用した。オブザーバを併用しない場合と併用した場合について、マニピュレータの角度位置決めによる追従制御性を追求した。この場合マニピュレータを高速駆動すると各関節の慣性力が外乱として作用し、その運動に影響を及ぼすことをこれまでに確認している。そこでロバストな入出力外乱推定オブザーバを組込み、まずシミュレーションによって外乱除去の効果を検証した。それによると、シミュレーション上では良好な結果が得られているが、実機によるテストでは必ずしも満足行く結果とはならなかった。これはやはりマニピュレータ関節間の干渉が影響していると考えられ、今後はこの点を明らかにして研究を進める必要がある。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2006

すべて 雑誌論文 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Is It Possible To Control Air Flow By Using Laser Photon Pressure?2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shiraishi
    • 雑誌名

      Proc.of 4^<th> ASME Int. Conf.On Nanochannels, Microchannels, and Minichannels, Limerick Univ.Ireland (CD-ROM)

  • [雑誌論文] Advanced Lecture Note on Mechatoronics2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shiraishi
    • 雑誌名

      University of Ottawa, EMP, Department of Mechanical Eng. (Lecture Note)

  • [雑誌論文] ヒトにやさしい感情成分導入ロボット制御法と誘発性視覚効果の検証2006

    • 著者名/発表者名
      川上太郎, 住谷秀保, 白石昌武
    • 雑誌名

      日本機械学会関東支部茨城講演会講演論文集

      ページ: 39-41

  • [雑誌論文] 脳波利用によるヒトにやさしい動作を考慮したマニピュレータ駆動の心理的効果2006

    • 著者名/発表者名
      坂啓太, 住谷秀保, 白石昌武
    • 雑誌名

      日本機械学会関東支部茨城講演会講演論文集

      ページ: 41-42

  • [雑誌論文] Volitional Eye Movement Detection Using Wavelet Transform2006

    • 著者名/発表者名
      J.Matkowski, H.SUMIYA, S.LABERGE, M.Shiraishi
    • 雑誌名

      日本機械学会関東支部茨城講演会講演論文集

      ページ: 43-44

  • [図書] 入門現代制御理論(改訂版)2006

    • 著者名/発表者名
      白石昌武
    • 総ページ数
      183
    • 出版者
      日刊工業新聞社

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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