階層型線形および非線形ロバスト制御による4足歩行ロボットの動的制御

使用分层线性和非线性鲁棒控制的四足机器人动态控制

• 批准号: 08750291
• 负责人: 内田 洋彰
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kisarazu National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750291/
• 关键词: 4足歩行ロボット; 動歩行; 歩容計画; 分散制御; 階層型制御; スライディングモード制御; 最適トラックング制御

本年度は,4足歩行ロボットの安定した動歩行を実現する制御手法として,昨年度までの分散制御のみで制御する手法にさらに上位レベルの集中制御系を構築し,安定した歩行を実現する問題を検討する前に,4足歩行ロボットの歩行を実現するうえで非常に重要な問題である歩容計画を中心に検討した.4足歩行ロボットの歩行を実現するには,歩容計画とその歩容を実現する分散制御および集中制御系からなる階層制御手法がうまくかみ合って安定した歩行を実現するとの観点から,歩容計画について最初に研究を行った.第一段階としては,ZMPを考慮して軌道計画を行うことを試みた.ZMPを考慮することにより胴体部の回転運動が抑えられ,軌道計画において姿勢制御を行っていることになる.軌道を与え,ZMPを計算したところ本研究で用いているロボットでは,ZMPを補償する自由度がないことが判明した.第二段階として,軌道を設計する場合,ある仕様を満足するように設計する必要があることから4足歩行ロボットの最大の移動速度で歩行する軌道計画について検討した.具体的には,1脚を2自由度の2リンクのロボットにモデル化し,運動方程式を導いてある軌道を与えた場合の最大トルクを計算する.最大トルクと歩行周期との関係から従来の1.6(s)よりも短い1.2(s)の移動速度が33%向上した歩行を実現可能であることが判明した.線形制御手法の最適トラッキング制御および非線形ロバスト制御手法のスライディングモード最適トラッキング制御の分散制御で歩行実験を行った結果,スライディングモード制御では27.5%速度が向上した結果が得られた.しかし,依然として軌道計画については明らかではない.今後は,コンピュータ上に歩行ロボットのモデルを構築し,コンピュータベースで歩容計画について検討し,制御手法として階層型のロバストな制御系を構築する予定である.

は this year, 4 foot step line ロ ボ ッ ト の settle し た moving step line を be presently す る system method of equestrian と し て, yesterday's annual ま で の scattered suppression の み で す system initiates る gimmick に さ ら に upper レ ベ ル の centralism royal を build し, settle し た step line を be presently す る problem を beg す 検 る に before 4 foot step line ロ ボ ッ ト の step line を be presently す る う え で very important な に asked Topic で あ る step capacity plan を center に beg し 検 た. 4 foot step line ロ ボ ッ ト の step line を be presently す る に は, step capacity plan と そ の step let を be presently す る scattered suppression お よ び centralism imperial system か ら な る classes of equestrian method が う ま く か み close っ て settle し た step line を be presently す る と の 観 point か ら, step capacity plan に つ い を line っ て に initial research た. First Duan Jie と し て は, ZMP を consider し て rail line project を う こ と を try み た. ZMP を consider す る こ と に よ り trunks of の back planning movement が え suppression ら れ, track project に お い royal line を っ て position system て い る こ と に な る. Orbital を and え, ZMP を calculation し た と こ ろ で this study use い て い る ロ ボ ッ ト で は, ZMP を compensation す る dof が な い こ と が.at し た. Second Duan Jie と し て, orbit design す を る occasions, あ る shi others を against foot す る よ う に design す る necessary が あ る こ と か ら 4 foot step line ロ ボ ッ ト の biggest の movement speed で step line す る rail projects に つ い て beg し 検 た. Specific に は, 1 foot を 2 dof の 2 リ ン ク の ロ ボ ッ ト に モ デ ル し, movement equation を guide い て あ を る orbit and え た occasions の biggest ト ル ク を computing す る. Biggest ト ル ク と step line cycle と の masato is か ら 従 の 1.6 (s) to よ り も short い 1.2 33% movement speed (s) の が upward し た step line を may be presently で あ る こ と が.at し た. Method of line shape equestrian の optimum ト ラ ッ キ ン グ suppression お よ び nonlinear ロ バ ス ト system method of equestrian の ス ラ イ デ ィ ン グ モ ー ド optimum ト ラ ッ キ ン グ suppression の scattered suppression で step line be 験 を line っ た results, ス ラ イ デ ィ ン グ モ ー ド suppression で は が 27.5% speed up し た results ら が れ た. し か し, still と し て rail projects に つ い て Youdaoplaceholder2 Ming ら で で な な ら. On the next は コ ン ピ ュ ー タ に step line ロ ボ ッ ト の モ デ ル を build し コ ン ピ ュ ー タ ベ ー ス で step capacity plan に つ い て 検 for し, system method of equestrian と し て class type の ロ バ ス ト な suppression system を build す る designated で あ る.

项目成果

内田洋彰・野波健蔵: "軌道追従型サーボ系のロバスト制御系設計法" 計測自動制御学会論文集. 32.8. 1175-1182 (1996)

Hiroaki Uchida 和 Kenzo Nonami：“轨迹跟踪伺服系统的鲁棒控制系统设计方法”，仪器与控制工程师学会汇刊 32.8（1996）。