アクチュエータの冗長性を活用した柔軟マニピュレータの省エネ高速位置決め制御の実現

利用执行器冗余实现柔性机械手的节能高速定位控制

• 批准号: 22K04037
• 负责人: 阿部 晶
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Asahikawa National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04037/
• 关键词: 柔軟マニピュレータ; 圧電フィルム; 高速位置決め; フィードフォワード制御; 省エネルギー; 高速位置決め制御; 振動制御; 運動生成法

本研究では，高次振動モードをも励起する柔軟マニピュレータの高速位置決め制御に対して，アクチュエータの冗長性を活用した新たな省エネルギー振動制御法の確立を試みる．この冗長性とは，モータに加えて柔軟マニピュレータに圧電フィルムを貼付してこれをアクチュエータとして用いることである．冗長性の活用として，サーボモータによる旋回運動と貼付された圧電フィルムによる変形を巧みに相互作用させ，飛躍的な省エネルギー化が図られるフィードフォワード高速位置決め制御の可能性を探ることが本研究の目的である．2022年度の研究実績は以下のとおりである．先行研究での柔軟マニピュレータの高速位置決め制御において，1次と2次振動モードからなる残留振動を抑制するために運動方程式を必要としてきた．しかしながらこの手法では，制御対象の高精度な数学モデルが必要となる．そこで，簡便に振動制御を実現するために，固有振動数のみを用いた柔軟マニピュレータのフィードフォワード振動制御法を新たに提案した．この手法において，マニピュレータの旋回軌道をサイクロイド関数とべき級数の結合で表現した．この場合，旋回軌道はべき級数の係数に依存し，残留振動が抑制されるようこの係数をチューニングする必要がある．そこで，固有角振動数に基づく線形不減衰系の残留振動抑制条件を満たすよう粒子群最適化を用いてこの係数をチューニングし，旋回軌道を生成させた．この手法の妥当性を検証するためにシミュレーション及びモデル実験を実施し，1次振動のみならず2次振動モードをも抑制することを明らかとした．

In this study, the high-frequency vibration system motivates the high-speed location control system to control the load, and uses the new vibration system to make sure that the system is tested. You can use the information you need to know how to use it. You can use it for a long time. You can use it for a long time, and you can use it for a long time. The purpose of this study is to explore the possibility of the control of the high-speed position. The purpose of this study is to study the following problems in 2022. First, we will study the possibility of controlling the high-speed position. One and two vibrations are used to suppress the residual vibration of the equation of motion. It is necessary to do so. In order to control the operation of high-precision mathematics, it is necessary to control the accuracy of the system, and then make sure that it is necessary to do so. The number of natural vibrations is shown by the combination of the number of natural vibrations, and the number of cycles. The number of residual vibrations, the number of residual vibrations. Circle the channel to generate the signal. The method is appropriate. The device is used properly. The device is used in the first time and the second time in the cycle.

项目成果

固有振動数のみを用いた柔軟マニピュレータのマルチモード制御

仅使用固有频率的柔性机械手的多模式控制

• 发表时间: 2023
• 作者: 鈴木捷己;小林義和;宮脇和人;齊藤亜由子;木澤悟;保木良介，樋口雄太，宇都正幸;千葉航裕，樋口雄太，宇都正幸;斎藤立樹，阿部晶
• 通讯作者: 斎藤立樹，阿部晶