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テンドンによる柔構造システムの位置決め最適制御

利用筋腱的柔性结构系统的优化定位控制

基本信息

批准号：
63550195
负责人：
吉田和夫
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、柔構造システムの位置決めおよび振動制御のための機構として、テンドン機構の採用を提案し、その有効性について検討を行った。具体的には、制御対象として1リンク弾性回転アームを取り上げ、これに小さいモーメントスティックを装着し、これとモータ軸に結合された駆動スティックを張り線で結び付けたテンドン機構を考案し、その位置決めおよび振動制御問題を考察した。モデリングにおいては、弾性回転アームをはりモデルで置き換え、張り線すなわちテンドン駆動モータの動特性とテンドンの弾性を考慮した上で制御系全体の線形な数学モデルを導出した。そして、最適制御のための評価関数として、位置決め位置からの二乗誤差をはり全体にわたって積分した量と制約条件としての最大応力点での応力、モータの電流、操作電圧それぞれの二乗値の重み付き和を採用した。制御系の設計は、著者が既に提案しているスピルオーバを考慮する最適化手法を適用した。以上の制御系設計の方法を基に、まず制御特性について計算機シミュレーションを行った。その結果、従来のようなアームの端点に取り付けられたモータによって直接駆動する方式に比較して、テンドン機構を用いた本制御手法は位置決めの過渡状態においてアームのたわみを極めて小さく抑えることができることが示された。さらに、モーメントスティックの装着場所によって制御性能に大きな差が生じることを示し、その最適位置についても考察を行った。さらに、本手法の有効性を実験的に調べるために実験模型を製作して、制御実験を行った。検出量をはりのひずみ、モータの回転角度、その角速度、その電流、アームの回転角度とし、6msのサンプリング周期による90度回転のディジタル最適位置決めの制御実験を行い、本手法の有効性を実験的にも明らかにした。

This study discusses the position determination and vibration control mechanism of flexible structure, and the adoption and effectiveness of flexible structure. Specifically, the control object is to extract the dynamic feedback from the control room, to install the small control room, to combine the dynamic control room with the control room, to examine the connection mechanism, to determine the position, and to examine the vibration control issues. The dynamic characteristics and properties of the control system are taken into account and the linear mathematical model of the control system is derived. The optimum control voltage, the optimum evaluation voltage, the optimum position, the optimum position, the optimum maximum force, the optimum current, the optimum operating voltage, the optimum position, the optimum error, the optimum integration, the optimum maximum force, the optimum operating voltage, the optimum operating voltage, the The design of the control system is based on the optimization of the author's proposal. The above control system design method is based on the control characteristics of the computer system. As a result, the end point of the system is selected, and the method of direct operation is compared. The system is used to control the transition state of the system. For example, if you want to check the installation location, check the control performance, and check the optimal location. This method has the characteristics of adjusting and controlling the model. The output quantity is determined according to the optimum position of the rotation angle, the rotation angle, the angular velocity, the current, the rotation angle, the rotation period of 6ms, the rotation angle of 90 degrees, the control operation, and the effectiveness of the method.