経路生成型レギュレータによる非ホロノミック移動ロボットの制御

使用路径生成调节器控制非完整移动机器人

• 批准号: 13750407
• 负责人: 堀 勝博
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tomakomai National College of Technology (2002)Muroran Institute of Technology (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750407/
• 关键词: 経路生成; レギュレータ; 非ホロノミック; 移動ロボット; 制御

本研究では,非ホロノミックシステムの制御問題に対して,多くの従来法のように変数変換を行うことなく,制御対象の物理モデルを直接用いて制御系を設計することにより,より大域的な制御が実現可能な新しい手法(その特徴から本手法を経路生成型レギュレータと呼んでいる)の開発に取り組み,非ホロノミックシステムの一つである車輪型移動ロボットの実機実験を通して,その有効性を検証することを目的とする.研究実績の概要は,以下の通りである.1.制御アルゴリズムの実装以下の手順により,2輪独立駆動の車輪型移動ロボットの実験システム上に,本研究で開発した制御アルゴリズムの実装を行った.(1)実入力へ対応した制御則への変換…理論上の入力(並進速度および回転角速度)と実入力(車輪の角速度)との幾何学的な関係式を用いて,実装可能な制御則へ変換した.(2)車輪の角速度制御プログラムの実装…実入力の角速度制御はPID制御系を用いて実現した.(3)センサ(ロータリエンコーダ)処理プログラムの実装(4)ロボットの自己位置・姿勢角同定プログラムの実装(5)実験データ取得用無線通信プログラムの実装2.制御実験結果と考察実装した実験システムを用いて運動制御実験を行い,実機による本手法の有効性の検証を行った.本実験により,実機においてもシミュレーション結果と同様に,指定したべき関数に沿った経路生成および原点への収束といった目標とする大域的な運動制御が実現可能であることが確認できた.しかし,シミュレーション結果と比較すると,実機における運動では,とくに制御初期において回転角速度の挙動に違いが見られた.これは制御初期のモータ始動時における各車輪のモータ特性の違いから生じる現象と考えられ,これらの特性を考慮に入れた制御則の改良が今後の課題である.

This research aims at solving the problem of control of non-stationary objects. In order to solve this problem, the author proposes a new method for controlling the physical objects directly by using the control system.(All characteristics of this method are different from those of the original method.) The summary of the results of the study is as follows: 1. The implementation of the control system is described below. In the implementation of the two-wheel independent wheel type mobile vehicle, the implementation of the control system is described in this study. (1)In theory, the input force (forward speed and backward angular speed) and the input force (wheel angular speed) are geometrically related to each other. (2)Angular speed control of wheel is realized by PID control system. (3)(4) The position and posture of the user are adjusted according to the position and posture of the user.(5) The user is adjusted according to the position and posture of the user.(2) The user is adjusted according to the control result. This is the first time that a large area of motion control has been realized. The results are compared with those obtained in the initial stage of control. This paper discusses the phenomenon of abnormal behavior of each wheel at the initial stage of control and the improvement of control rules in consideration of the characteristics of each wheel.

项目成果

堀 勝博: "経路生成型レギュレータによる非ホロノミック移動ロボットの制御"第45回自動制御連合講演会講演論文集. (CD-ROM). 2P2-G4 (2002)

Katsuhiro Hori：“使用路径生成调节器控制非完整移动机器人”第 45 届自动控制协会会议记录（CD-ROM）（2002 年）。

齋藤 帝: "Linuxによる非ホロノミック移動ロボットシステムの開発"平成14年度電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 40 (2002)

Tei Saito：“使用 Linux 开发非完整移动机器人系统”2002 年电气工程学会北海道分会会议记录 40 (2002)。