H^∞/μによるロバスト制御理論を用いた四足歩行ロボットの動歩行

基于H^∞/μ的鲁棒控制理论四足机器人动态行走

• 批准号: 07750277
• 负责人: 内田 洋彰
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kisarazu National College 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-07750277/
• 关键词: 四足歩行ロボット; 動歩行; ロバスト制御; H^∞制御; スライディングモード制御; 最適トラッキング制御; フィードバック制御; フィードフォワード制御

本年度は,四足歩行ロボットの動歩行における歩行1周期中における支持脚時と遊脚時のダイナミクスの変化を外乱と考え,この外乱が四足歩行ロボットの各脚リンクの軌道追従性能に及ぼす影響を小さくするロバストサーボ系の設計手法の提案および四足歩行ロボットの動歩行において提案した制御手法の検証を行った.まず初めに線形ロバスト制御理論のH^∞制御を,これまで四足歩行ロボットの軌道追従制御に用いてきた最適トラッキング制御に適用し,H^∞最適トラッキング制御を用いて四足歩行ロボットの脚リンクの軌道追従性能を従来の最適トラッキング制御およびH^2最適トラッキング制御と比較検討した.その結果,従来の最適トラッキング制御よりも歩幅が大きくなり,安定した歩行を実現することができた.また,制御入力のパワースペクトル密度も高周波数では,オーダーが1桁小さくなった.次に,非線形制御理論のスライディングモード制御を用いた.まず最初に,目標軌道に追従するサーボ系を,最適トラッキング制御をベースに設計する手法を提案した.次に,この提案したスライディングモード最適トラッキング制御を四足歩行ロボットの脚リンクの目標軌道に追従する制御手法として用い,動歩行を実現した.スライディングモード最適トラッキング制御は,これまでの線形の最適トラッキング制御が誤差ベクトルと制御入力の二次形式の評価関数が最小になるように制御する手法と異なり,評価関数である切り換え関数が誤差ベクトル,状態変数ベクトルおよび補償ベクトルから構成され,切り換え関数を零にする制御手法であるので,外乱が軌道追従性能に及ぼす影響が線形の各最適トラッキング制御と比較して小さい結果が得られた.

は this year, four step line ロ ボ ッ ト の moving step line に お け る step line 1 cycle に お け る support foot when と swim feet when の ダ イ ナ ミ ク ス の - を outside disorderly え と test, こ の outside disorderly が four step line ロ ボ ッ ト の each foot リ ン ク の orbit after 従 performance に and ぼ す を small effect さ く す る ロ バ ス ト サ ー ボ is の proposed design gimmick の お よ び four step line ロ ボ ッ ト の moving step line に お い て proposal し た system method of equestrian の 検 line card を っ た. ま ず early め に linear ロ バ ス ト suppression theory の H ^ up royal を, こ れ ま で four step line ロ ボ ッ ト の orbit after 従 suppression に with い て き た optimum ト ラ ッ キ ン グ suppression に applicable し, H ^ up optimum ト ラ ッ キ ン グ suppression を with い て four-legged step line ロ ボ ッ ト の foot リ ン ク の rail Chase 従 performance を 従 to の optimum ト ラ ッ キ ン グ suppression お よ び H ^ 2 optimum ト ラ ッ キ ン グ suppression と compare beg し 検 た. そ の as a result, the optimal ト 従 to の ラ ッ キ ン グ suppression よ り も step amplitude が big き く な り, settle し た step line を be presently す る こ と が で き た. ま た, suppression into force の パ ワ ー ス ペ ク ト ル density も high frequency count で は, オ ー ダ Youdaoplaceholder0 が1 stringed small さくなった. に, nonlinear system theory of royal の ス ラ イ デ ィ ン グ モ ー ド suppression を with い た. ま ず に, initial target orbit に chase 従 す る サ ー ボ を, optimum ト ラ ッ キ ン グ suppression を ベ ー ス に design す る technique proposed を し た. Time に こ の proposal し た ス ラ イ デ ィ ン グ モ ー ド optimum ト ラ ッ キ ン グ suppression を four step line ロ ボ ッ ト の foot リ ン ク の target orbit に chase 従 す る system method of equestrian と し て in い, moving step line を be presently し た. ス ラ イ デ ィ ン グ モ ー ド optimum ト ラ ッ キ ン グ royal は, こ れ ま で の linear の optimum ト ラ ッ キ ン グ suppression が error ベ ク ト ル と Suppression の into force quadratic form の review 価 minimum number of masato が に な る よ う に suppression す る gimmick と different な り, review 価 masato number で あ る り cutting in え masato number が error ベ ク ト ル, state - several ベ ク ト ル お よ び compensation ベ ク ト ル か ら constitute さ れ, cut り in え masato number を zero に す る system method of equestrian で あ る の で, disorderly が orbit after 従 に performance and ぼ す が linear の each The most suitable トラッキ グ グ control と comparison て small さ られた result が られた.

项目成果

内田洋彰: "動歩行をめざした4足歩行ロボットのH^∞制御" 日本機械学会論文集(C編). 61. 4680-4686 (1995)

Hiroaki Uchida：“针对动态行走的四足步行机器人的 H^∞ 控制”日本机械工程师学会会议记录（ed. C）61. 4680-4686（1995）。