非線形フィードバック制御による1入力2重柔軟振り子の運動と振動の同時最適制御

采用非线性反馈控制的单输入双柔性摆运动与振动同步优化控制

• 批准号: 06750223
• 负责人: 西村 秀和
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Chiba University
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750223/
• 关键词: 非線形制御; 運動制御; 振動制御; 同時最適制御; 柔軟振り子; 非駆動関節; ニューラルネットワーク; ロバスト制御

当該研究では,根元第1関節を非駆動関節とし第2関節のみにアクチュエータを有する1入力2重柔軟振り子を制御対象として,運動と振動の同時最適制御を行う非線形フィードバック制御系を設計した.すなわち,非線形関数をネットワーク状に結んだニューラルネットワーク形のコントローラを用いて状態フィードバック制御を構成し,これを最急降下法により最適化し,かつ柔軟振り子の弾性変形を積極的に利用することにより運動と振動の協調制御を行い,当該制御系が非線形性の強い,広い領域にわたって制御対象を自在に操ることのできることを数値計算と実験により検証した。まず,根元第1関節を非駆動関節とし第2関節のみにアクチュエータを有する1入力2重柔軟振り子について,モデリングを行った.モデリングで得られた非線形運動方程式を状態方程式表現し,これを非線形フィードバックによる制御系を構成し,コンピュータを用いた数値計算により変分法と誤差逆伝播法に基づく勾配関数を用いて最急降下法により制御系の最適化を行った.さらに,実験モデルの設計・製作を行った.各関節の回転角度はロータリエンコーダによりアップダウンカウンタを介して検出し,また,各アームの弾性振動はひずみゲージ式加速度センサを用いて検出する構成とした.製作された実験モデルを実験モード解析することによりモデリングの妥当性を検証し,制御実験ではDSP(Digital Signal Processor)に数値計算によって設計された制御系を実装した.実験結果が数値計算に良く対応したこと,モデリングの際に生じるパラメータ誤差に対してロバスト性を有することから,本手法による非線形フィードバック制御の有効性が実証された。

When this research is carried out, the first joint of the root element is a non-moving joint, and the second joint is a non-linear joint. In the case of nonlinear control system, the optimal control system is optimized by the steepest descent method, and the optimal control system is optimized by the optimal use of the soft oscillator and the optimal use of the active oscillator. In the field of computer science, computer science and technology, computer science and technology. The first joint of the root element is not moving, the second joint is moving, the first force is moving, the second force is moving. The equation of state of the nonlinear equation of motion is represented by the equation of motion of the nonlinear equation of motion. Today, the design and production of. The angle of rotation of each joint is different from the angle of rotation of the joint. The vibration of each joint is different from the acceleration of the joint. The DSP(Digital Signal Processor) is a digital signal processor (DSP), and the DSP is a digital Signal processor (DSP). The result is that the calculation of the numerical value is good, and the error is generated when the numerical value is calculated. The method is not linear, and the control is effective.