非線形H_∞制御を用いた正確な力覚を持つロボットシステムの構成に関する研究

基于非线性H_∞控制的精确力传感机器人系统的配置研究

• 批准号: 07750487
• 负责人: 滑川 徹
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kanazawa 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: 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-07750487/
• 关键词: ロボットマニピュレータ; 軌道制御; 力覚制御; 非線形制御; H_∞制御; ロバスト制御; ディジタル制御

1.マスター・スレーブロボットシステムの位置と力の制御(a)既存のマニピュレータの手先部分に本補助金で購入したフォース・トルクセンサを付加し,ディジタルコントローラとのインターフェイス回路を製作することによってロボットシステムを再構築した.(b)ロボットシステムのダイナミクスを導出し,基底パラメータの不確かさを定量的に見積もった.それらの構造的な不確かさに対しても,システムの安定性や制御性能が保持されるように,非線形H_∞制御器を設計した.(c)制御器のシミュレーション,実装,制御実験を行い,本ロボットシステムの解析・考察を行なった.2.平行リンクロボットマニピュレータのロバストH_∞制御(a)アクチュエータダイナミクスを考慮しマニピュレータの公称モデルを導出した.ジョイント間の干渉や重力項は構造的な不確かさとして,モデル化の際に無視された不確かさは非構造的な不確かさとして補償した.(b)上記の不確かさが,入出力安定な不確かさであることを示し,定数スケーリングH_∞制御手法を用いてロバスト制御性能を達成する補償器の設計を行なった.(c)制御実験により,得られた制御系が手先負荷の変動に対するロバスト性能を達成することを確認した.3.Linear Parameter Varying(LPV)システム表現に基づく柔軟関節ロボットのゲインスケジュールドH_∞制御に関する研究(a)柔軟関節ロボットのダイナミクスがLPVシステム表現可能であることを示し,LPVモデルを導出した.(b)得られたLPVモデルに対してロバスト制御性能問題を設定し,設計仕様を達成するゲインスケジュールドH_∞コントローラの設計を定数スケーリングを用いて行なった.

1。控制主奴隶机器人系统的位置和力（a）通过将其补贴购买的强制扭矩传感器添加到现有操纵器的一部分中，并与数字控制器制造接口电路，从而重建了机器人系统。 （b）得出了机器人系统的动力学，并定量估计基本参数的不确定性。非线性H_∞控制器旨在维持系统的稳定性和控制性能，即使在这些结构不确定性上也是如此。 （c）进行了控制器的模拟，实施和控制实验，并对机器人系统进行了分析和考虑。 2。稳健的H_∞控制平行链路机器人操纵器（a）我们考虑了执行器动力学的操纵器的标称模型。关节和重力项之间的干扰是结构不确定性，在建模过程中忽略的不确定性被补偿为非结构化的不确定性。 （b）上述不确定性是输入/输出稳定的不确定性，并且使用恒定缩放H_∞控制方法设计了可实现可靠控制性能的补偿器。 （c）我们确认所获得的控制系统可以在手持载荷波动上实现稳健的性能。 3。基于参数变化（LPV）系统表示（a）对柔性关节机器人的h_∞控制的线性研究（a）我们证明了柔性关节机器人的动力学可以表示为LPV系统，并得出了LPV模型。 （b）我们为获得的LPV模型设置了可靠的控制性能问题，并设计了一个增益式的H_∞控制器，该控制器使用恒定尺度来实现设计规范。

项目成果

T.Namerikawa: "Robust Trajectory Following for an Uncertain Robot Manipulator Using H_∞ Synthesis" Proc. of European Control Conference. 4. 3474-3479 (1995)

T.Namerikawa：“使用 H_∞ 合成的不确定机器人操纵器的鲁棒轨迹跟踪”欧洲控制会议论文集 4. 3474-3479 (1995)

滑川徹: "平行リンクロボットマニピュレータのロバストH_∞制御" 電気学会論文誌D. 116-D. 207-215 (1996)

Toru Namekawa：“并联机器人机械手的鲁棒 H_∞ 控制” 日本电气工程师学会汇刊 D. 116-D. (1996)

藤田政之: "SICE標準マニピュレータのH_∞制御" 計測自動制御学会第34回学術講演会予稿集. 559-560 (1995)

Masayuki Fujita：“SICE标准机械手的H_∞控制”仪器与控制工程师学会第34届学术会议论文集559-560（1995）。

T.Namerikawa: "A Linear Parameter Varying Approach to a Gain Scheduled Flexible Joint Robot" Proc. of Advanced Motion Control. (掲載決定). (1996)

T.Namerikawa：“增益预定柔性关节机器人的线性参数变化方法”，《高级运动控制》（1996 年出版）。