バイラテラル遠隔操作に基づく複合感覚ネットワークシステムの構築

基于双边远程控制的多传感网络系统构建

• 批准号: 07J10940
• 负责人: 名取 賢二
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J10940/
• 关键词: 通信遅延; むだ時間; ネットワークベース制御; ハプティクス; テレロボティクス; バイラテラル制御; 通信外乱; 通信外乱オブザーバ; スミス法; メカトロニクス

本年度は、通信外乱の概念と通信外乱オブザーバを用いた通信遅延補償法をバイラテラル制御系に適用した際の性能評価と、時変(ジッタを有する)通信遅延が制御系および当該通信遅延補償法に及ぼす影響について重点的に研究を行った。まず、上記通信遅延補償法をバイラテラル制御系に適用した場合の性能評価に関しては、バイラテラル制御系の性能評価指標の一つである透明性の概念に基づいて解析を行った。ここで、透明性の概念は昨年度も導入したが、従来の透明性の定義は通信遅延を考慮したものではなく、通信遅延存在下でその理想条件を満足する制御系を設計することは物理的に不可能であった。そこで本年度は、通信遅延が存在する場合に特化した透明性の定義を用いた。具体的には、バイラテラル制御系のハイブリッドパラメータそれぞれについて、制御ゲインを変化させたときの周波数特性を計算し、それが透明性の理想状態にどのように関連しているかを検討した。これにより、各々の制御ゲインが、対象とするバイラテラル制御系の性能のどの部分にどのように影響するかが明らかになった。この結果を用いることで、要求仕様に応じたバイラテラル制御系の設計が可能となるだけでなく、同様の解析をさらに拡張し、より一般化された設計論を確立することも可能となる。次に、時変通信遅延の影響については、まずいくつかの種類の時変通信遅延の場合について簡単な信号伝達試験を行い、時変通信遅延特有の挙動を観察した。結果として、特定の種類の時変通信遅延存在下では、一定通信遅延の場合には見られない非線形の挙動が現れることがわかった。次に、その特有の挙動が上記通信遅延補償法の補償効果にどのように影響を及ぼすかについて検討し、当該非線形挙動が強く現れる場合においては制御系が不安定になる可能性があることが明らかになった。

This year, the concept and application of communication delay compensation method in communication delay control system were evaluated, and the communication delay control system was studied. The above communication delay compensation method is applicable to the performance evaluation of the control system. The basic analysis of the concept of transparency is carried out. The concept of transparency is introduced in the past, the definition of transparency is considered in the future, and the ideal conditions for controlling the system are considered in the existence of communication delay. This year, the definition of transparency is used in situations where communication delays exist. In detail, the calculation of the cycle number characteristics of the control system and the correlation between the transparency and the ideal state are discussed. The performance of the control system is affected by the impact of the control system on the environment. If these results are used, it will be possible to design a versatile control system that requires the same specifications, the same analysis will be developed, and a generalized design theory will be established. The influence of time-varying communication delay is detected in the case of time-varying communication delay, which is characterized by simple signal transmission and time-varying communication delay. As a result, when a specific type of communication delay exists, a certain type of communication delay occurs. The compensation effect of the above communication delay compensation method is affected by the nonlinear motion, and the possibility of the control system becoming unstable when the nonlinear motion is strong is discussed.

项目成果

Stability Analysis and Practical Design Procedure of Time Delayed Control Systems With Communication Disturbance Observer

• DOI: 10.1109/tii.2008.2002705
• 发表时间: 2008-09
• 期刊: IEEE Transactions on Industrial Informatics
• 影响因子: 12.3
• 作者: K. Natori;R. Oboe;K. Ohnishi

Robustness of Time Delayed Control Systems with Communication Disturbance Observer

具有通信干扰观测器的时滞控制系统的鲁棒性

• 发表时间: 2008
• 作者: Kuratsu;M.;倉津将人;江崎俊朗;竹田拓馬;藍孝征;藍孝征;藍孝征;藍孝征;岡田恵次;倉津将人;熊谷祐;江崎俊朗;竹田拓馬;Keiji Okada;Masato Kuratsu;Masato Kuratsu;Keiji Okada;鈴木 修一;Masato Kuratsu;増田 有希;倉津 将人;藍 孝征;Masato Kuratsu;Masato Kuratsu;Kouhei Ohnishi;須佐繁;K. Fukaya;矢代大祐;矢代大祐;Kenji Natori;T. Kimura;名取賢二;Kenji Natori;名取賢二;K. Kajino;名取賢二;T. Kimura;Kenji Natori;Ryogo Kubo;木村大至;飯山法子;T. Kimura;名取賢二;Akira Yamaguchi;M. Inoue;Aryabhima A. Rahman;Shigeru Susa;Kenji Natori
• 通讯作者: Kenji Natori

Disturbance Decomposition of Time Delay System by shadow Robot Based on Network Disturbance Concept

基于网络扰动概念的影子机器人时滞系统扰动分解

• 发表时间: 2009
• 作者: Aryabhima A. Rahman;Kenji Natori;Kouhei Ohnishi
• 通讯作者: Kouhei Ohnishi

Haptics for medical applications

• DOI: 10.1007/s10015-008-0624-3
• 发表时间: 2009-03
• 期刊: Artificial Life and Robotics
• 影响因子: 0.9
• 作者: K. Ohnishi;T. Shimono;K. Natori

通信外乱オブザーバを用いたむだ時間制御系のモデル誤差に対するロバスト性-2重積分の制御対象とPD制御器を用いた構成例における検証-

使用通信干扰观测器的死区时间控制系统对模型误差的鲁棒性 - 使用双积分控制对象和 PD 控制器的配置示例进行验证 -

• 发表时间: 2008
• 期刊: 電気学会産業応用部門誌 (掲載決定)
• 作者: Kuratsu;M.;倉津将人;江崎俊朗;竹田拓馬;藍孝征;藍孝征;藍孝征;藍孝征;岡田恵次;倉津将人;熊谷祐;江崎俊朗;竹田拓馬;Keiji Okada;Masato Kuratsu;Masato Kuratsu;Keiji Okada;鈴木 修一;Masato Kuratsu;増田 有希;倉津 将人;藍 孝征;Masato Kuratsu;Masato Kuratsu;Kouhei Ohnishi;須佐繁;K. Fukaya;矢代大祐;矢代大祐;Kenji Natori;T. Kimura;名取賢二;Kenji Natori;名取賢二;K. Kajino;名取賢二
• 通讯作者: 名取賢二