データ駆動型制御器を利用したオンライン調整型2自由度制御系の開発

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具体的内容：データ駆動型制御器であるFRITを用いて，4脚歩行ロボットの関節角度制御器を構築した．まず，４脚歩行ロボットの１脚に対して，PID制御構造（制御ゲインは設計されていない）を用いて，トラッキング制御を行った．この制御結果では，こちらが与えた目標信号に対して，当たり前ながら出力が追従していない．そして，その制御入力データと関節角度の出力データを一組取得した．その後，それらのデータを用いて，FRITを用いた最適化演算により，PID制御構造のPIDゲインを設計した．このPID制御ゲインは，こちらが与えた規範入力信号に対して，良い応答性能を示すため，４脚歩行ロボットに実装したとき制御結果が良くなる．実際に実装すると，４脚歩行ロボットにおいて，制御性能が向上することが確認できた．実験は，１脚を空中に浮かせたときと，４脚を地面につけ，前足２脚の屈伸運動を行った．本研究実績は，研究の目的におけるオンライン調整型２自由度制御器におけるFB制御構造に用いるデータ駆動型制御系に該当する．また，研究実施計画においては，オンライン調整に適したデータ駆動型制御器の設計の箇所に該当する．意義：４脚歩行ロボットに対して，PID制御構造を用いた制御ゲインを適用する例は，一般的であり，かつ試行錯誤的にゲインを決めているところが特徴的である．一方で，データ駆動型制御系を用いた制御ゲイン設計を行っている研究は，ほとんどないため，独自な成果である．重要性等：本研究の成果により，４脚歩行ロボットの歩行動作全般に対して，データ駆動型制御器が有効であることが示唆された．よって，今後の研究計画で遂行する制御器設計の応用先として有望である．