| 研究概要 |
1.ロボットの柔軟性は, アームに分布した弾性による柔かさと各関節に集中した柔かさに起因している. これらの柔軟性のために先端効果器に振動が発生する. 柔軟ロボットのモデルとして仮想的な3次元の集約ばねを考えこの仮想的なばねが先端効果器を担っていると考えて柔軟ロボットのモデリングを行った. ロボットの先端に3個の加速度計をつけることによって, 各方向の振動の大きさを検出することができるので, これをフィードバックして振動を安定化する.
ラグランジュの方法を用いて導いた運動方程式に基づいて, ロボットに所定の運動を達成させるとともに, 発生した振動をできるだけ速やかに減衰させるような制御則を導いた. 制御則は, モータの位置や速度情報とともに, 加速度計出力のフィードパックを用いている. また各軸ごとに分離された形の出力フィードバック形式になっており, この制御則によってシステムはロバスト安定であることを論理的に証明した.
2.平行リンク型の柔軟ロボットを用いて実験を行い, 理論的に導いた制御則の有効性を実証した. サーボ型加速度計を3個用いて振動を検出し, パーソナル・コンピュータを用いて制御を行った. 周波数応答を測定して振動系のパラメータを決定し, 最適レギュレータの理論を用いてフィードバック・ゲインを求めた. 加速度系出力フィードバックの効果は顕著であり, 運動にともなう振動はフィートバックによって抑制されることが実証された.
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