動的な構造変化を伴う機械システムのための制御法開発と生物型飛行ロボットへの適用

动态结构变化机械系统控制方法开发及其在生物飞行机器人中的应用

• 批准号: 17760179
• 负责人: 大竹 博
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760179/
• 关键词: 動的可変構造システム; スイッチングファジィ制御; 生物型飛行ロボット; 生物飛行ロボット; スイッチングファジィモデルに基づく制御

動的な構造変化を伴う機械システムのための制御手法の開発と生物型飛行ロボットの実現を目的として,本年度は以下の3点について研究を行った.1.動的な構造変化を伴う機械システムとしての生物飛行ロボットのシミュレーションの実現ワイヤを用いた可変構造翼機構と剛体リンクを用いた可変構造翼機構を考案し,羽ばたき軌跡を求めるシミュレーションを実現した.また,可変構造翼を持つ飛行ロボットの揚力・抗力を求めるシミュレーションの開発を試みた.これらを用いて,3において生物飛行ロボットの詳細設計を行った.2.非線形サーボ制御手法の開発前年度に開発した動的状態フィードバック制御手法とスイッチングファジィ制御手法の融合手法を用いて,任意の目標値に収束させることができる非線形サーボ制御手法の開発を行い,その有効性を確認した.レギュレータ制御からサーボ制御への拡張方法をさらにもう一段進めることによって,非線形追従制御手法の開発が可能であることを確認した.3.可変翼機構を持つ生物飛行ロボットの開発1において開発したシミュレーションを用いて,有効な羽ばたき軌跡を探索し,これに基づき剛体リンクを用いた可変構造翼を持つ生物飛行ロボットの試作機を製作した.試作機の揚力測定実験を行い,可変構造翼が従来の一枚翼に比べて,大きな揚力を得られることを確認した.また,羽ばたき飛行実験を行い,可変構造翼が,途中で失速することなく十分に飛行可能であることを確認した.本研究における2年間の研究成果を以下にまとめる.・動的に構造変化を伴う機械システムのためのモデル表現方法と制御手法を開発した.・任意の目標値に収束させることができる非線形サーボ制御手法を開発した.・可変構造翼を持つ羽ばたき飛行ロボットを試作し,飛行実験により飛行可能性を確認した.

This year, the following three research projects were carried out: 1. Dynamic structural transformation, mechanical transformation, mechanical The first step is to find out what is going on. A variable structure wing can be constructed to support the flight of the aircraft. The force and resistance of the aircraft can be determined by the development of the aircraft. With this in mind, 3 the detailed design of the bio-flying robot is being carried out. 2. The development status of the non-linear support control method in the year before its development has been very dynamic. With the integration of the clear control method and the smooth control method, any target value can be achieved. Therefore, the development of the non-linear support control method can be carried out and its effectiveness can be confirmed. The development of a non-linear tracking control method is possible. The development of a variable wing mechanism is possible. The development of a variable wing mechanism is possible. The base rigid body can be used to construct wings, and the test machine can be used to make biological flight. Test machine lift force measurement in the middle of the operation, can be constructed wing to come from a wing ratio, large lift force to obtain a confirmation. The wing can be constructed, and the flight can be confirmed. The results of this study during the past two years are as follows: Dynamic structure change, mechanical structure change Any target value can be determined by the non-linear control method. The wing can be constructed so that the wing can fly. The possibility of flight can be confirmed.

项目成果

Switching Model Construction and Stability Analysis for Nonlinear Systems

非线性系统的切换模型构建和稳定性分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics Vol.10, No.1
• 作者: Nobuyuki Kobayashi;Masahiro Watanabe;Hiroshi Ohtake
• 通讯作者: Hiroshi Ohtake

Switching fuzzy controller design based on switching Lyapunov function for a class of nonlinear systems

• DOI: 10.1109/tsmcb.2005.852473
• 发表时间: 2006-02
• 期刊: IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B (Cybernetics)
• 作者: H. Ohtake;Kazuo Tanaka;Hua O. Wang

羽ばたき飛行ロボットの揚力安定化

扑翼飞行机器人的升力稳定

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本知能情報ファジィ学会第48回知的制御研究会論文集
• 作者: 村上 恭章;大竹 博;田中 一男
• 通讯作者: 田中 一男

Piecewise Fuzzy Model Construction and Controller Design based on Piecewise Lyapunov Function

• DOI: 10.1109/acc.2007.4283058
• 发表时间: 2007-07
• 期刊: 2007 American Control Conference
• 作者: H. Ohtake;Kazuo Tanaka;Hua O. Wang

Switching Fuzzy Model Construction and Controller Design with Arbitrary Switching Planes

任意切换平面的切换模糊模型构建与控制器设计

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the 2006 American Control Conference
• 作者: Hiroshi Ohtake;Kazuo Tanaka;Hua O. Wang
• 通讯作者: Hua O. Wang