| 研究課題/領域番号 |
17K06251
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
神永 拓 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90571571)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 力制御 / 波変数 |
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| 研究実績の概要 |
非定型作業を、非定型環境で行うことを求められるロボットは物体や環境との接触が確定的でなくなる。すなわち、産業用ロボットであれば位置制御で行える作業でも力を考慮した接触制御が求められるが、位置制御と力制御をどのように扱うのかはロボットの制御方法上の課題である。また、ロボットを遠隔に操作することを考えたと、特に移動ロボットにおいてはロボット自体の安定性を保つための制御は操作者の意図と無関係に作用するため、これと操作力をどのように調停するかも課題となる。
本研究では、力制御を含む制御系をどのように構成し、自律制御系との調停を扱うかを研究する。遠隔制御の分野では波変数と呼ばれる、高周波電気工学の分野で用いられるSパラメータのアナロジーを用いて相互作用力を記述する方法が用いられてきた。Sパラメータは一種のエネルギであり、速度と力から構成される量である。
本年度は、(1)電機システムのダイナミクスと波変数の関係の研究(2)センサシステムを接続する回路の設計(3)制御系CADでのシミュレーション環境の整備
(1)では電磁モータを用いた駆動系において電気系と機械系でインピーダンスに関連するパラメータが逆転する現象があるということが判明した。(2)においてはひずみゲージや圧力センサの信号を高精度に計測するための回路であり、電気静油圧アクチュエータの制御の性能を向上できるものを設計した。(3)は市販の制御系CADを用いて電機システムのシミュレーションを行うための基盤を整え、シミュレーションの効率化を図った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
本年度は他部署への出向が発生し、研究に関するエフォートを割くことができない状況になり大きな進展を見ることができなかった。限られた時間の中で以下の２点に関する研究を行った。(1)電機システムのダイナミクスと波変数の関係(2)制御系CADでのシミュレーション環境の整備(3)センサシステムを接続する回路の設計
(1)に関しての発見としては、電磁モータを用いた駆動系に関して、電気システムのインピーダンスと機械システムの変数の逆転が起こることである。これは電気系での電圧に関連した変数であるトルク（もしくは力）は、比例定数で結合されるのは電流であり、駆動系の速度は電圧に結合されることである。このため、本来無次元数として表現されるパラメータに単位が発生するという現象が起きる。この扱いを現在検討している。
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| 今後の研究の推進方策 |
予測できない事由により１年間の期間延長を行った。本年度は本課題に優先的に時間を割くことで加速を図る。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和元年度に十分な研究時間をとることができなかったため、支出も行われなかった。研究期限を延長し令和２年度に繰り越しを行ったため次年度使用額が発生した。
育児休業中ならびに、令和元年度の研究内容を令和二年度に実施するために使用する。
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