2004 Fiscal Year Annual Research Report
非線形パラメトリゼーションに基づく適応制御理論と超微細メカニカルシステムへの応用
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15560389
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
成清 辰生 豊田工業大学, 工学部, 教授 (70231496)
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| Keywords | 非線形パラメトリゼーション / 非線形適応制御理論 / 超微細メカニカルシステム |
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| Research Abstract |
非線形パラメトリゼーションシステム(Nonlinear parameterization : NP)システムに対してLipshitz条件を導入し,凹凸パラメトリゼーションや積および有理パラメトリゼーションなど多くの非線形パラメトリゼーションを包含するNPシステムのクラスを定義した.このクラスに属するNPシステムに対して,その安定性とパラメータの有界性を保証する適応制御系の設計法を提案した.提案した制御系は線形パラメトリゼーションシステムに対する制御系の制御構造と同様の簡単な制御構造を有するが,非線形パラメトリゼーションシステムに対しても極めて効果的な制御性能を発揮する.また,すべての推定パラメータの大域的な有界性と任意の精度での目標軌道への追従を実現する.さらに,提案する制御手法のもう一つの制御構造の特徴は,未知パラメータの次元に無関係に推定機構の次元を設計できる点にある.ちなみに,1次元の推定器の構成も可能である.2自由度マニピュレータの低速度追従制御問題における非線形摩擦補償のシミュレーションと実験により,提案手法の有効性と従来の適応制御手法に対する優位性を明確にした.さらに,非線形パラメトリゼーションシステムの解析を行うと共に,非線形摩擦を受けるSnakeboardの設計・試作を行った.Snakeboardは前後輪を操舵し,胴体中央部付近の反力車を回転させることで,車体を推進させることができる非線形システムである.また,非ホロノミックシステムの一種であり,制御が極めて困難なシステムであることが知られている.幾何学的な解析により,このシステムは可制御であることが示されるが,実システムは非線形摩擦の影響を受けるため,理論どおりの制御性能を得ることは難しい.そこで,その摩擦補償のために,非線形パラメトリゼーションシステムに対する適応制御理論の適用を行った.
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