| 研究課題/領域番号 |
62550308
|
|---|
| 研究種目 |
一般研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 研究分野 |
計測・制御工学
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
坂和 愛幸 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (10029374)
|
|---|
| 研究分担者 |
西 義和 川崎重工技術開発本部, 研究員
松野 文俊 大阪大学, 基礎工学部, 助手 (00190489)
NISHI Yoshikazu Kawasaki Heavy Industries, LTD.
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
|
| キーワード | ロボット / 柔軟アーム / ハイブリッド制御 / 偏微分方程式 / ばねモデル / 曲げ・ねじり結合振動 / 柔軟構造物 / 分布定数系 |
|---|
| 研究概要 |
1.柔軟ロボットの運動にともなって種々の振動が発生するので、ロボットの力学的モデルに基づいて現代制御理論的手法を用いて制御方式を決定することが必要である。まず3自由度をもつ平行リンク形ロボットの負荷を担う最終リンクが分布的な柔かさを持つ場合について考察した。リンクの軸方向と直交する2方向の曲げ振動を偏微分方程式で表わし、ロボットのハンド位置を制御すると同時に振動をも抑性するような関節角の制御方式を理論的に導いた。さらに柔軟ロボットの根元にストレーン・ゲージを張って振動を検出し、理論的に導いた制御方式をパソコンを用いて実時間で実現して実験を行った。フィードバックによる振動制御の効果は著しいことが実験的に確められた。
2.偏微分方程式モデルを用いることなく、より簡単なばねモデルを用いてアームの柔軟性を表現し、加速度計を用いて振動を検出して振動制御を行う方式を提案した。ばねモデルに基づいて振動の動特性を導き、それから制御則を導いている。軌道制御を行った場合、この制御則によって入出力安定であることを証明した。さらに、ばねモデルから得られた制御則を用いて実験を行い、ばねモデルの有効性を実証した。
3.フレキシブル・ビームを剛体負荷を担って回転する場合には、ビームの曲げ振動と同時にねじり振動も発生する。剛体負荷の重心がビームの中心線上にない場合、剛体負荷のねじり振動とビームの曲げ振動の結合振動の偏微分方程式と境界条件をまず導き、次にこれらを単一の発展方程式の形で記述した。発展方程式を有限次元モデルで近似し、これに基づいて制御則を導いた。モータの回転の角加速度を制御することによって良好な制振効果が得られることを実験的にも確認した。
|
