仮想入出力の概念にもとづく柔軟ロボットア-ムの挙動予測と制御

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本研究で得られた成果は以下の通りである。1.柔軟ロボットの挙動予測及び制御法として、ロボットの動作経路を数区間に分割し、各区間の代表的姿勢で制御入力からハンド運動への入出力特性を測定し、更にこれらを順次接続して応答あるいは制御入力を求める方法を開発した。本研究では特に入出力特性の厳密かつ簡便な接続法を中心に研究を行った。これは従来、著者らが考案していた簡易法を改良したもので、各区間での挙動がそれ以前の区間での挙動を正しく受継ぐよう、次のように接続する方法である。すなわち所定の入力に対するハンド出力を予測する方法として、全区間にわたる入力と第1区間の伝達関数からフ-リエ変換を利用して全区間のハンド出力(第1区間部分のみ正しい)を求め、次にこれと第2区間の伝達関数とから全区間の仮想入力を逆算し、この仮想入力の第2区間以降をもとの入力波形に戻した後、再び第2区間の伝達関数で出力(第1、第2区間まで正しい)を求め、以下、同様の操作を繰返す。また以上の操作の逆操作により所定のハンド運動を実現する制御入力を求めるものである。2.上記の新手法にもとづき6自由度多関節型産業用ロボットの挙動予測及び制御実験を行い、その結果を従来の方法による結果と比較した。これによると、本研究の手法は従来の手法に比べ全ての場合について良い結果が得られ、しかも処理の為の計算負荷は従来法とほとんど変わらないことが判明した。3.従来とり扱うことのできなかった長時間の波形(長いストロ-クの運動)をも処理できるよう、新手法を拡張した。これは区分線形化の概念にもとづき、対象とする波形を短い要素波形の和に分解するもので、この手法の有効性も上記ロボットによる実験で確認された。