H∞制御によるスラスタの動特性を考慮した水中回転弾性アームの位置決め制御

考虑推进器动态特性的水下旋转弹臂H∞控制定位控制

• 批准号: 07750274
• 负责人: 川島 豪
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kanagawa Institute of Technology
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750274/
• 关键词: 水中ロボット; マニプレータ; 位置決め; スラスタ; 柔軟構造物; H∞制御

水中ロボット用マニピュレータは速度の2乗に比例した流体抗力を受けるため、一般的なモータを用いた回転駆動方式ではアーム付け根に大きな曲げ応力が生じてしまう。この問題を解決するため、著者は駆動力としてマニピュレータ先端付近に取り付けたスラスタを用いることを提案してきた。しかし、小型のスラスタは回転数を測定できないことが多く、オブザ-バを必要とするが、強い非線形性のためオブザ-バの設計が難しいという問題がある。また、マニピュレータにより作業をおこなう場合、先端に未知の物体が把握されるため高いロバスト性が要求される。そこで本研究では、水中ロボット用マニピュレータの位置決め制御システムの設計に、制御器の次数が高くなり高速な演算装置を要求とするがロバスト性を考慮できかつオブザ-バを同時に設計できるH∞制御理論を適用することを提案、スラスタ駆動式水中回転弾性アーム用位置決め制御システムをスラスタ用のオブザ-バと共に開発した。そして、スラスタおよび水中アーム模型を製作して制御実験を行い、開発された位置決め制御システムの有効性を確認した。得られた主な成果を以下に示す。1.最大推力30Nのスラスタにより、長さ847mm、外径19mm、内径17mmのアルミ製アームを、1msのサンプリングタイムで2秒以内に90度位置決めさせることができた。さらに、アームの先端に水を満たした径100mmの球形、1辺100mmの立方体形などのアクリル容器を取り付けて制御実験したところ、アームを速やかに位置決めさせることができ、本手法の先端物体に対するロバスト性の高さを確認できた。2.先端物体を考慮して設計したコントローラより、先端物体なしで設計したコントローラのほうが先端物体に対するロバスト性の高いことが明らかになった。

The fluid resistance in the water is proportional to the velocity of the fluid. The fluid resistance in the water is proportional to the velocity of the fluid. The fluid resistance in the water is proportional to the velocity of the fluid. The problem is solved, and the author is motivated. The number of loops in a small, non-linear design is difficult to determine. For example, if you want to know more, you can ask for it. In this study, the position determination of the control system in the design of the underwater control system is considered to be high in the number of times, and the requirements of the high-speed computing device are considered to be high in the number of times. In the process of production, the position determination and the validity of the control system are confirmed. The results are shown below. 1. Maximum thrust: 30N, length: 847mm, outer diameter: 19mm, inner diameter: 17mm, control angle: 1ms, control angle: 90 °, control angle: 2 seconds. In addition, the tip of the tip of the tip. 2. The top object is designed to be the top object, and the top object is designed to be the top object.