経路生成型レギュレータによる非ホロノミック移動ロボットの制御

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750407
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 堀 勝博 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (90261388)
• Keywords: 経路生成 / レギュレータ / 非ホロノミック / 移動ロボット / 制御

Research Abstract

本研究では,非ホロノミック系の制御問題に対して,多くの従来法のように座標変換や入力変換を行うことなく,制御対象の物理モデルを直接用いて制御系を設計することにより,より大域的に制御が達成可能な新しい手法(その特徴からこれを経路生成型レギュレータと呼んでいる)の開発に取り組み,非ホロノミック系のひとつである車輪型移動ロボットの実機実験を通して,その有効性を検証することを目的とする.研究実績の概要は,以下の通りである.
1.動力学を考慮に入れた制御系の設計
これまで本手法は,制御対象の運動学のみに基づいて制御系の設計を行ってきたが,実機への実装を考えた場合,動力学まで考慮に入れた制御系の設計が望ましい.そこで,まず,車輪型移動ロボットの動力学モデルを導出し,その動力学モデルを用いて,これまでと同様の考え方に基づいて,制御系の再設計を行った.本制御系により,動力学まで考慮に入れた制御が実現可能であることを計算機シュミレーションにより確認した.
2.制御実験システムの開発
つぎに,上記で設計した制御系を実装し制御実験を実行するための車輪型移動ロボットの開発を行った.開発の手順としては,(1)ハードウェアの開発(補助金により購入した移動ロボットベースシステムを核として,それにCPUボード,AD/DAボード,モータ駆動用ドライバ,無線通信ボードを搭載することにより開発した),(2)ソフトウェアの開発(基本ソフトおよびデバイスドライバの実装)を行った.
次年度においては,2.で開発した制御実験システムの上に,1.の制御プログラムを開発・実装し,実機実験を行って,本手法の有効性について検討を行う.