劣駆動系の新しい非線形制御理論の構築とそのロボット制御への応用

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19560452
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 岡山県立大学
• 研究代表者: 忻 欣 岡山県立大学, 情報工学部, 教授 (70293040)
• 研究分担者: 兼田 雅弘 岡山県立大学, 情報工学部, 教授 (50033238)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: ロボット / 非線形制御 / 劣駆動システム / エネルギー制御法 / 安定性解析 / 多自由度システム / 振り上げ制御 / 運動解析

研究概要

本研究では、1つの非駆動関節を有するnリンクロボットを任意の初期状態からすべてのリンクが共に鉛直真上姿勢で静止した真上平衡点の任意の近傍まで振り上げる制御則の設計、ならびにその動きに関する大域的解析を、仮想合成リンクの逐次的な構築に基づき、非駆動関節の全ての配置に対して統一的に行なうことに国内外で成功した。これは、1つの非駆動関節を有するロボットの振り上げ制御に関する従来の成果を統一的に扱うことのできる理論であり、受動性に着目したエネルギー制御法による多自由度劣駆動ロボットの制御系の設計・解析法に対し、新たな糸口と知見を与えるものと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Swing-up Control Based on Virtual Composite Links for n-Link, Underactuated Robot with Passive First (2009)
  • 著者名/発表者名: Xin, X., She, J.H., Yamaski, T., Liu, Y.N.
  • 雑誌名: Joint, Automatica vol.45,no.9 ページ: 1986-1994
• [雑誌論文] 1つの非駆動関節を有するn自由度ロボットの振り上げ制御:設計と解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 忻, 余, 山崎
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 vol.45,no.5 ページ: 251-260
  • 査読あり
• [雑誌論文] 等価入力外乱手法に基づく制御系の解析と設計法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 余, 忻, 山浦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 vol.75,no.760. ページ: 3332-3338
  • 査読あり
• [雑誌論文] 等価入力外乱手法に基づく二連台車の位置決め制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 余, 忻, 山浦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 vol.75,no.758 ページ: 2750-2756
  • 査読あり
• [雑誌論文] 仮想摩擦に基づくAcrobotの軌道計画 (2008)
  • 著者名/発表者名: 余, 小林, 忻, 今津, 大山
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 vol.44,no.9 ページ: 729-734
  • 査読あり
• [雑誌論文] Swing-up control for a 3-DOF gymnastic robot with passive first joint: design and analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: Xin, X., Kaneda, M.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Robotics vol.23,no.6 ページ: 1277-1285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the energy based swing-up control of the Acrobot (2007)
  • 著者名/発表者名: Xin, X., Kaneda, M.
  • 雑誌名: International Journal of Robust and Nonlinear Control vol.17,issue16 ページ: 1503-1524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of equivalent input disturbance improves vehicular steering control (2007)
  • 著者名/発表者名: She, J.H., Xin, X., Ohyama, Y.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Vehicular Technology vol.56,no.6 ページ: 3722-3731
  • 査読あり
• [学会発表] Can the energy and actuated variables of underactuated mechanical systems be controlled? Example of the Acrobot with counterweight (2009)
  • 著者名/発表者名: Xin, X., Guo, L.
  • 学会等名: Proceedings of Joint 48th IEEE Conference on Decision and Control and 28th Chinese Control Conference
  • 発表場所: Shanghai
  • 年月日: 2009-11-16
• [学会発表] On the energy based control for underactuated mechanical system (2009)
  • 著者名/発表者名: Xin, X.
  • 学会等名: Proceedings of ICROS-SICE International Joint Conference 2009
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2009-08-18
• [学会発表] Swinging up multiple parallel pendulums on a cart via energy control (2008)
  • 著者名/発表者名: Xin, X.
  • 学会等名: Proceedings of Joint 48th IEEE Conference on Decision and Control and 28th Chinese Control Conference
  • 発表場所: Shanghai
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] Swing-up control for n-link planar robot with single passive joint using the notion of virtual composite links (2008)
  • 著者名/発表者名: Xin, X., She, J.H., Yamasaki, T.
  • 学会等名: Proceedings of 47th IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: Cancun(4339-4344)
  • 年月日: 2008-11-11
• [学会発表] Analysis of the energy based swing-up control for a double pendulum on a cart (2008)
  • 著者名/発表者名: Xin, X.
  • 学会等名: Proceedings of 17th IFAC World Congress
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2008-07-08
• [学会発表] Swing-up control based on virtually composite links for an n-link underactuated robot with passive first joint (2008)
  • 著者名/発表者名: Xin, X., Kaneda, M., Yamasaki, T., She, J.H.
  • 学会等名: Proceedings of the 17th IFAC World Congress
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2008-07-07
• [学会発表] Swing-up control for a 3-DOF gymnastic robot with passive first joint: Design and analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: Xin, X., Kaneda, M.
  • 学会等名: Proceedings of 46th IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: New Orleans
  • 年月日: 2007-11-12
• [備考] ホームページ
  • URL: http://cosmos.c.oka-pu.ac.jp/~xxin/