Application of Multirate Sampling Control to Robot Manipulator

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多速率采样控制在机器人机械臂中的应用

DOI：
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发表时间：
2010
期刊：
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影响因子：
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通讯作者：
H. Fujimoto
H. Fujimoto
中科院分区：
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文献类型：
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作者：
H. Fujimoto

文献摘要

被引文献

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一般にディジタル制御系では,図 1に示すように,参照 値 r(t) および出力 y(t) の二つのサンプラ S と制御入力 u(t) のホールダ H が存在し,それぞれの周期を Tr, Ty, Tu とすると,合計三つの時間周期が存在する.さらに多入出 力系の制御対象を考えると,より数多くの時間周期が混在 することになる.一般に制御入力の周期 Tu は,アクチュ エータや D/A変換器の速度,もしくは CPU の演算速度 により決まり,出力の検出周期 Ty は,センサやA/D変換 器の速度により決定される.実際の制御系においては,Tu と Ty のどちらか,あるいは両方に制限を持っていること が多い.そこで,従来型のディジタル制御系では,理論と 実装の簡単化のために,周期 Ty と Tu の長いほうに合わせ て,これら三つの周期を等しく構成するのが一般的である. これに対して,より高性能な制御を実現するために,これ らの周期を敢えて異なる値に設定するマルチレートサンプ リング制御系が研究され,実際にハードディスク装置 [1]~ [3]や光ディスク装置 [4],位置決めステージ [5]に実用され つつある.また,特にモーションコントロールの分野におい て,新たな試みも研究されている [6] [7].過去の理論的な研 究成果に関しては,すでに解説記事が存在するので [8] [9], 本稿ではそれを実際にロボットのビジュアルサーボに適用 した筆者らの最近の研究 [10] [11]を紹介する. ビジュアルサーボの研究動向に関しては,文献 [12]や本 特集号の橋本氏の解説に譲るが,本解説では視覚センサの 遅れについて議論を進めることにする.一般的な CCDカ メラのサンプリング周期は 33 [ms],ジョイントサーボ系 のサンプリング周期は 1 [ms]程度とこれらの間には大きな 差がある.ディジタル制御系では通常,サンプリング周期 を長いものに合わせて制御系を構成するが,サンプリング 周期をカメラのサンプリング周期に合わせると,ジョイン トサーボに必要なサンプリング周期を確保することができ