1994 Fiscal Year Annual Research Report
知的適応構造物を用いた宇宙用高機能自律ドッキング機構の開発研究
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05555262
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
室津 義定 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50081386)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 康郎 新明和工業(株)航空機事業部, 部長
福永 邦雄 大阪府立大学, 工学部, 教授 (60081296)
大須賀 公一 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (50191937)
柴田 浩 大阪府立大学, 工学部, 教授 (80094506)
泉田 啓 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (60206662)
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| Keywords | 知的適応構造物 / 可変形状トラス / ドッキング / 自律 / マイクログラビティ / 冗長システム / ダイナミックス / 実験 |
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| Research Abstract |
トポロジカルな閉ループを持つドッキング機構の逆動力学計算に対して,平成5年度にラグランジュの方法により,ケインの方法やニュートン・オイラー法よりも計算効率に優れた定式を導いた.この定式をシミュレーション・プログラムにインプリメントし,正当性と有効性を検証した.また,ドッキング時の制御に用いるインピーダンス制御を,冗長系に対して拡張する方法を検討し,運動学に基づく制御法で一般に用いられる,サブタスクの考え方を応用した.第二サブタスクとして,一般化座標の速度ノルム最小化を与えることにより,閉ループ系を内部安定にできることを数値シミュレーションにより示したが,安定性の証明は今後の課題である.また,ドッキングは非常に速い現象を伴うので,離散時間制御で実現されるインピーダンス制御のみでドッキング時の衝撃を抑制できるとは限らない.そこで,可変形状トラス(VGT)の冗長性を利用することにより,ドッキング時の衝撃を減少させることを検討した.要求されるエンドエフェクタの位置・姿勢に対して,仮想質量最小化という規範に基づいて姿勢を決定することにより,ドッキング時の衝撃を小さくできることが示された.
実験装置の設計を行い,6本の可変長部材を持つ二次元VGTモデルを製作している.ターゲット衛星の位置・姿勢の計測を行うために,ステレオカメラ,汎用画像処理装置,および,並列計算機からなるハードウェアシステムを構築した.ターゲット衛星の位置・姿勢の計測値に基づいてエンドエフェクタを制御するために,実時間の位置・姿勢計測システムを開発した.このシステムは,将来にドッキングシステムに要求されるであろう,画像認識にも対応できる.
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[Publications] 泉田 啓: "冗長なVGTのインピーダンス制御" 日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. Vol.B. 49-52 (1994)
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[Publications] 室津義定: "2次元VGTの逆動力学の効率的定式法" 日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. Vol.B. 53-56 (1994)
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[Publications] Senda,K.: "Efficient Lagrangian Formulation of Two-Dimensional Variable Geometry Truss" Proceedings of First World Conference on Structural Control. (1995)
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[Publications] Senda,K.: "Impedance Control of a Redundant VGT Using an Efficient Formulation of Inverse Dynamics" Proceedings of Fifth International Conference on Adaptive Structures. (1995)
