ロボットマニピュレータのロバスト制御

点击翻译按钮获取中文摘要

産業用や宇宙用のロボットマニピュレータの高速化・軽量化に伴い、柔軟性を考慮したロボットマニピュレータの制御が大きな問題となっている。柔軟マニピュレータの物理パラメータの不確実性や先端負荷の変動に対するロバストな制御系の設計は重要な問題である。本研究では柔軟ロボットマニピュレータのニューロファジイ状態空間モデルを導出し、そのモデルに基づいてファジイ制御則を提案し、実験によりその有効性を検証した。まず、1自由柔軟アーム実験装置を用い、実験により得られた実際の入出力データを用いて、Takagi-Sugenoタイプのニューロファジイ状態空間モデルを導出した。得られたモデルに基づいてPDC(Parallel Distributed Compensation)手法を用いて安定なファジイ制御則を構築した。ファジイ制御則の安定化条件はLMI(Linear Matrix Inequality)によって記述される。このLMIを計算機により数値的に解くことにより、安定性の判別が可能となるようにプログラム開発を行なった。次に、提案するファジイ制御則を実装し、1自由柔軟アーム実験装置を用いてその有効性の検証を行なった。関節角度を0°〜180°の範囲で変化させ、先端負荷は0〜0,6Kgmの範囲で変化させ様々な条件で実験を行なった。実験結果からすべての関節角度と先端負荷変動に対して、提案したファジイ制御則は応答性をそれほど損なうことなく安定した閉ループ応答を達成することを確認した。