| 研究概要 |
水平関節型1リンクフレキシブルマニピュレータのPoint-To-Point(PTP)制御問題を扱い,駆動エネルギー最小化に基づく軌道計画法を提案した.モデリングの際に,マニピュレータは旋回時に大変形を起こすものと仮定し,有限変形理論に基づく軸方向の変位を考慮して運動方程式を導出した.ここで,高精度なモデルを得るために,運動方程式のパラメータを設計・製作されたモデル実験装置を用いた同定実験から定めた.次いで,関節角軌道を3次スプライン関数で表現し,その補間点を探索パラメータとするParticle Swarm Optimization(PSO)を用いた軌道計画法を提案した.ここで,マニピュレータ旋回中の駆動トルクと旋回終了後の1秒間のトルクの総和を考慮した評価関数を設定した.前者は旋回時の省エネルギー化,後者は残留振動抑制を図るために設定した.
数値シミュレーションおよびモデル実験の両面から,マニピュレータのモデリングの精度の高さと,本軌道計画法が有効かつ実現性を有するものであることを示した.ここで,本手法で生成された軌道を用いてマニピュレータを旋回させると,残留振動が抑制されることを明らかにした.一般的に振動を抑制するにはエネルギーを負荷する必要があると考えられる.しかしながら,提案された軌道計画法に基づけば,大きな残留振動が生じるサイクロイド曲線と同程度の旋回トルクの総和で残留振動が抑制されることが認められた.したがって,提案された軌道計画法は,旋回時の駆動トルクの最小化を図りつつ残留振動が抑制される軌道を生成していると考えられる.
|
