有限要素法を用いたリンク機構の並列制御システムの開発

利用有限元法开发连杆机构并行控制系统

• 批准号: 12750176
• 负责人: 磯部 大吾郎
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750176/
• 关键词: 有限要素法; リンク機構; 並列制御; 逆動力学; 計算力学; ロボット

本研究では、連続体の数値解析手法として使用される有限要素法を、リンク機構の制御に適用することを目的とした。系全体の状態を一本の剛性方程式で表現し、部材の欠如や不良などに対しても剛性マトリックスを操作することで柔軟に対応できる有限要素法を、並列制御法として利用するメリットは大きいと考えられる。また、各節点に生じる節点力に基づいて並列的に制御トルクを算出するため、力の分担を考慮した閉リンク機構の制御にも適用可能である。本研究では、従来の逆動力学計算法との比較・検討を行い、FEMによる手法の有効性について検証した。さらに、部材の一端にヒンジを表現可能なShifted Integration法でリンク機構をモデル化し、リアルタイム制御を目指すために時間積分法として陰解法を用い、逆解析(目標位置到達)システムを開発した。また、有限要素法によるマニピュレータ制御システム(申請予算により購入した制御用PC、A/Dボード、アンプ、サーボモータ、リンクなどにより構成)を構築し、フィードバック制御を導入したトルク制御実験、閉リンク機構の制御実験などを実施した。従来の制御手法との比較・検討を行い、本手法の並列制御法としての有効性を確認した(近日発表予定)。

This study で は, even 続 の the numerical analytical technique と し て use さ れ る finite elements method を, リ ン ク institutions の suppression に applicable す る こ と を purpose と し た. State department all の を a rigid formula で の の owe し, department of materials, such as bad や な ど に し seaborne て も rigid マ ト リ ッ ク ス を operation す る こ と で soft に 応 seaborne で き る finite elements method を, tied for suppression method と し て using す る メ リ ッ ト は big き い と exam え ら れ る. ま た, each node に じ る nodal force に base づ い て coordinate に suppression ト ル ク を calculate す る た め, force の share を consider し た closed リ ン ク institutions の suppression に も may apply で あ る. This study で は, 従 の と calculation method of inverse dynamics の beg を い, compare · 検 FEM に よ る gimmick の have sharper sex に つ い て 検 card し た. さ ら に, department の end に ヒ ン ジ を performance may な Shifted Integration method で リ ン ク institutions を モ デ ル し, リ ア ル タ イ ム suppression を refers す た め に time integral method と し を use い て Yin method, inverse analytic (target position reached) シ ス テ ム を open 発 し た. ま た, finite element method に よ る マ ニ ピ ュ レ ー タ suppression シ ス テ ム (apply to calculate に よ り buy し た queen's PC, A/D ボ ー ド, ア ン プ, サ ー ボ モ ー タ, リ ン ク な ど に よ り) を constructing し, フ ィ ー ド バ ッ ク suppression を import し た ト ル ク suppression be 験 and closing リ ン ク institutions の suppression be 験 な ど を be applied し た. The 従 is used to compare the と <s:1> of the imperial method. The 検 discusses the を practice と, this method, and the concurrent imperial method. The と て を is confirmed to be た(a table will be released recently for approval).

项目成果

D. Isobe: "A Unified Numerical Scheme for Calculating Inverse Dynamics of Open/Closed Link Mechanisms"Proc. 27th Annual Conference of the IEEE, IECON '01. 341-344 (2001)

D. Isobe：“计算开/闭链接机构逆动力学的统一数值方案”Proc。