研究課題
制御入力の数が一般化座標数(自由度)より少ない劣駆動系では、アクチュエータの数が全駆動系に比べて少ないため、コスト、重量、信頼性の点で優れている。しかし、そのような劣駆動系には強い非線形性があるため、劣駆動系の制御に関する研究は挑戦的な課題である。本年度では、劣駆動系に対して、全体のエネルギーと駆動関節角度および角速度を制御するというエネルギー制御法の適応範囲について調査し、主な研究成果としては、以下のものを挙げる。1.部分エネルギーを用いた可変長振子の軌道追従制御とその動作解析本研究では、パラメータ励振系の一例として広く知られる2自由度1入力の可変長振子を対象とし、それを任意の姿勢から、ある目標軌道へ追従させる制御問題を扱った。まず、従来のエネルギー制御法を用いて設計される追従制御則には回避しにくい特異点が存在することを示した。次に、系全体のエネルギーの代わりに、可変長振子の回転による運動エネルギーと位置エネルギーのみを用いたエネルギー制御による追従制御則を提案するとともに、その制御則に特異点が存在しないことを示し、その可変長振子の動きに関する解析を行った。2.3リンク劣駆動ロボットの目標縮退姿勢への制御とその動きに関する解析これまで、目標縮退姿勢への制御ではすべてのリンクがまっすぐ伸びたような縮退姿勢への制御がよく研究されているのに対し、2つのリンクが一致したような縮退姿勢への制御はあまり報告されていない。そこで、根元関節のみ非駆動の3リンク劣駆動ロボットを対象とし、任意の初期状態から、その縮退姿勢の1つであるリンク1が上向き、リンク2と3が下向きの平衡点の任意の近傍へ近づける制御則の設計と動きに関する解析を目的とし、エネルギー制御法を適用できるための条件を明らかにした。
1: 当初の計画以上に進展している
当初の計画を達成するとともに、一般化自由度数と入力数の差が2であるロボットの振り上げ制御に関する解析ならびに2自由度の劣駆動ロボットの強安定化という新しい研究内容も順調に行っている。
当初の計画を実行するとともに、劣駆動系におけるいくつかの中核的な制御問題に挑戦する。
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Nonlinear Dynamics
巻: 67 ページ: 909-923
DOI:10.1007/s11071-011-0033-3
International Journal of Robust and Nonlinear Control
巻: 21 ページ: 387-403
DOI:10.1002/rnc.1601
IEEE/ASME Transactions on Mechatronics
巻: 16 ページ: 330-340
DOI:10.1109/TMECH.2010.2043258
IEEJ Transactions on Electrical and Electronics Engineering
巻: 6 ページ: 585-593
DOI:10.1002/tee.20699
The SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration (SICE JCMSI)
巻: 4 ページ: 394-400
http://cosmos.c.oka-pu.ac.jp/~xxin/
