直動関節をもつ柔軟宇宙ロボットのダイナミクスと制御について

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この研究では,柔軟なリンクを直動関節と回転関節により鎖状に連結したマニピュレータを持つ宇宙ロボットを研究対象とし,そのダイナミクスおよび制御法について,以下のように研究を進めた.1.回転関節のみで結合される従来型の宇宙ロボットと直動関節・回転関節を持つ宇宙ロボットの運動学的特性の比較を行った.その結果,可操作性や可到達領域は従来型の宇宙ロボットとさほど変わらないが,特異姿勢や作業に必要な空間などは従来型の宇宙ロボットよりも有利であることがわかった.2.地球周回軌道上の宇宙ロボットの運動方程式の導出およびそのプログラムの開発を行った.運動量およびエネルギーの保存性により,プログラムの確認および計算精度の確認を行った.3.ロボットアームの柔軟性については,特に展開関数と計算量および弾性変形の表現精度を調べた.その結果,並進直交モードは計算量の点では有利であるが,実際の弾性変形状態を表現するには必ずしも適していないことがわかった.4.軌道計画については,遺伝的アルゴリズムを適用することにより研究を進めた.すでにプログラムは動いているが,コーディングの方法や適合値関数などについて,さらに研究を深める必要がある.5.逆運動学および分解加速度制御に基づき,直動関節・回転関節を持つ柔軟宇宙ロボットの軌道制御についての研究を行った.しかし,柔軟リンクの弾性振動モードが発散しやすく,さらに研究が必要である.