柔軟マニピュレータの動作の高速化のためのアーム形状と制御系の統合設計

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1.アーム形状と位置決め/残留振動制御系の統合設計方法を提案した.構造系と制御系の同時最適設計法の考え方に基づいた,柔軟マニピュレータの動作の高速化を達成するための「アーム形状と位置決め/残留振動制御系の統合設計方法」を提案した.計算機上での設計シミュレーションの結果以下のことが明らかになった.(1)アーム重量と,位置決め開始時刻から位置決め動作後のアーム先端の残留振動が目標値に整定する時刻までの時間間隔を最適設計の評価関数とした.最適化によって位置決め/残留振動の整定に費やす時間が初期設定の場合に得られる時間に比べて10%以上短縮できた.アーム重量についても軽量化が達成できた.(2)アームの制御系は位置決め制御系と残留振動制御系で構成されていて,これらはそれぞれ運動制御と振動制御に対応している.軌道計画と密接な関係にある関節の駆動カルク曲線の選択が位置決め時間の長短と残留振動の大小を支配すること,同様にアームの重量が位置決め時間の長短と残留振動の大小を支配することが設計シミュレーションの結果分かった.(3)以上から,今後,ロボットの機構/形状/制御/軌道計画の複合設計問題の同時最適化が必要である.2.ロボットアームの位置決め/残留振動制御実験を行った.提案する設計方法をロボットアームの設計に適用することで,動作の高速化が達成できることを実験によって確認した.3.研究成果の発表.本研究課題は,修士課程在籍学生の平成7年度修士論文としてまとめた.また研究成果を96年8月に開催される(社)日本機械学会の機械力学・計測制御部門講演会で発表する予定である.