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鉄鋼協会プレゼン

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Academic year: 2021

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(1)

佐藤和也

佐賀大学理工学部機械システム工学科

14:00~14:55, 18 Nov. 2005,

横浜市技能文化会館 2F多目的ホール

高精度位置決め制御系の構築

∼適応制御法によるアプローチ∼

日本鉄鋼協会

計測・制御・システム工学部会シンポジウム

『診断・制御技術の新潮流』

研究の背景

摩擦モデル

NN

による非線形関数の近似

従来研究とその問題点

提案手法と推定則の変更

実験結果

結論

講演の概要

Adaptive Control for Linear Slider with Friction Compensation

H

ground

stand

moving table

manipulator

positioning mechanism

1

位置決め装置の概要

Fig. 1 Positoining Mechanism using Linear Slider

研究の背景

位置決め装置について

ナノ精度での位置決め性能が要求されている!

摩擦は無視できる!!

位置決めのみ

空気圧浮上

可動テーブルの加速度 10[G]

摩擦の存在!!

軌道追従性能が要求される

ボールベアリング

過渡状態における追従性能が要求される

Continuous Path Control

(2)

位置決め装置

Table

Motor

Guide

Position sensor

m

x

¨

+

F

= u

Fig 2. Linear Slider

m : mass of table, x: table position

u: control input, F : Friction force

実験結果∼摩擦を無視した適応制御∼

! !"# $ $"# % !& !% !$ ! $ % & '()$! !# *+,-)))./01 233430)))-/,1

x = u,

u =

−c

1

r + ˆ

x

r

˙ˆ

m =

−η

m

x

¨

r

r, r

≡ ˙e + λe, ˙x

r

= ˙x

d

− λe

c

1

= 1250, η

m

= 0.5, λ = 330

Fig 3. Experimental result without friction comp.

従来までの研究

定常状態近傍でIゲインを調整する

PID

制御法による制御性能の限界

PID制御を用いる...

摩擦力の表現として不十分...

動的な摩擦力の記述が必要!

物理学の基礎では...

Previous Researches

Previous Researches

Previous Researches

レベルでの精密な制御性能の要求

1[µm]

F = µN

摩擦力:

µ

:摩擦係数

従来までの方法とその問題点

PID

制御による性能の限界

!

修正法やdead-zone法,射影則などが知られるが...

よい制御性能がえられた

動的摩擦モデルを考慮した適応制御の適用

推定則が積分型である...

有効ではあるらしいが...

繰り返し動作に適用すると,推定値の増加による不安定化...

(3)

LuGre

モデル

1

2

物体間の摩擦が剛毛の擦れ現象として表されている

Fig. 4 : Friction interface between two surfaces

LuGre

モデル

F

= σ

0

z

+ σ

1

z

˙

+ σ

2

x

˙

˙

z

= −α(x, ˙

x)| ˙

x|

z

+ ˙

x

α(x, ˙

x) =

σ

0

f

c

+ (

f

s

f

c

) exp{−( ˙

x/

x

˙

s

)

2

σ

0

: stiffness, σ

1

: damping coefficient, σ

2

: viscous friction

f

c

: Coulomb friction level

f

s

: the level of the stiction force

z : the average deflection of the bristles.

α

(x, ˙

x

) : unknown nonlinear function

測定不可能

LuGre

モデルは静摩擦力から動摩擦力への切り替わりが

連続的に表現されていると解釈できる!

F

= σ

0

z

+ σ

1

z

˙

+ σ

2

x

˙

˙

z

= −α(x, ˙

x)| ˙

x|

z

+ ˙

x

α(x, ˙

x) =

σ

0

f

c

+ (

f

s

f

c

) exp{−( ˙

x/

x

˙

s

)

2

LuGre

モデル

z

が初期値を有する

x

の初期値が0であっても摩擦力

F

には初期値がある

静摩擦力

誤差ダイナミクスの導出

x

d

誤差信号(目標値: , 1, 2階微分値は有界となる信号)

e = x − x

d

新たな信号:

˙x

r

= ˙x

d

λe

新たな信号:

r ≡

e

˙

+ λe

誤差ダイナミクス

m

˙r = u − F − m¨

x

r

(4)

誤差ダイナミクス

m

r

˙

= u − θ ˙x − F

z

(x, ˙

x,

z

) − m¨

x

r

LuGreモデルは次のように書き換えられる

誤差ダイナミクス

F

=

σ

1

+ σ

2

x

˙

+ σ

0

z

− σ

1

α(x, ˙

x)| ˙

x|

z

=

θ

x

˙

+ F

z

(x, ˙

x,

z

)

θ

= σ

1

+ σ

2

, F

z

= σ

0

z

− σ

1

α(x, ˙

x)| ˙

x|

z

θ ˙x : viscous friction force

F

z

(x, ˙

x,

z

) : dynamic friction force which depend on

z

LuGre

モデルにおける難しさ...

m

r

˙

= u − θ ˙x − F

z

(x, ˙

x,

z

) − m¨

x

r

NN

は非線形制御において様々に適用されている

Neural Network(: NN)

は任意の非線形関数を近似する

能力を有している

F

z

(x, ˙

x, z)

の近似にNNを用いる

精密な制御性能をえるには動的摩擦力

F

z

(x, ˙

x,

z

)

を補償する必要がある

動的摩擦力

F

z

(x, ˙

x,

z

)

が制御性能に及ぼす影響を

小さくする制御入力を構成する必要がある

は測定不能な剛毛のたわみの平均値を

F

z

(x, ˙

x,

z

)

含んだ関数となっている

NN

による関数の近似

NN

を用いた

F

z

(x, ˙

x, z)

W

R

l

: optimal weight vector

ε(x, ˙

x) : NN approximation error

: known basis function vector

s

i

(x, ˙

x) = exp

!

(x − µ

1i

)

2

+ ( ˙

x − µ

2i

)

2

σ

2

"

i = 1, · · · , l

x,

˙x : input variables, σ

2

: variance, µ

1i

, µ

2i

: centres

の近似

F

(x, ˙

x)

=

Fnn(x, ˙

x) +

ε(x, ˙

x)

=

W

T

S(x, ˙

x) +

ε(x, ˙

x)

S

(x, ˙

x

) = [s

1

, s

2

, · · · , s

l

]

T

R

l

Upper bound for dynamic friction force

F

z

(x, ˙

x, z)

|F

z

(x, ˙

x, z

)| ≤

σ

0

+ σ

1

α(x, ˙

x)

α

min

F

zm

(x, ˙

x

)

NN approximation for

F

zm

(x, ˙

x)

W

: unknown optimal weight vector

ε : NN approximation error

Neural network

による

F

z

(x, ˙

x, z

)

の近似

(5)

NN

近似における精度

適応的に推定する方法を提案

高精度な追従性能をえるために必要!

精度を求めるには...

F

zm

(x, ˙

x)

F

z

(x, ˙

x,

z

)

の上界

をNNにより近似する

W

どのように

を決定するのか?

ε

NN

による近似誤差 の補償

F

zm

(x, ˙

x)

NN

により

を近似している

F

z

(x, ˙

x,

z

)

とのギャップを補償する必要有

NN

近似誤差である

ε

ε

1

を補償する必要がある!

ε

1

F

z

(x, ˙

x, z) + F

zm

(x, ˙

x)

ε

1

をギャップと見なす

従来方法

Ge: '00, '01, Wang: '01

c

1

: positive constant

k : positive design constant which satisfy ε

d

< k

|ε| ≤ ε

d

誤差信号の符号が頻繁に切り替わるとチャタリ

ング現象を引き起こす恐れがある

問題点

sgn(r)

不連続関数

の存在

ε

を補償するため

k

設計パラメータ の決定法?

ε

1

は未知!!!

u

=

−c

1

r

+ ˆ

θ

x

˙

+ ˆ

x

r

− ˆ

W

T

S(x, ˙

x) sgn(r) − k sgn(r),

˙ˆ

θ

=

−η

θ

xr, η

˙

θ

>

0,

˙ˆ

m

=

−η

m

x

¨

r

r, η

m

>

0,

˙ˆ

W

=

ΓS(x, ˙

x)

|r|

,

Γ = Γ

T

>

0.

提案手法のコンセプト

推定則は変更なし

NN

近似誤差を不連続関数を用いることなく

補償する

NN

近似誤差とギャップをシステムに加わる外乱

と見なす

ˆ

W

は変更する

L

2

NN

近似とギャップからトラッキング誤差

r

までの ゲインを

γ

以下にする

つまり...

H

適応型

制御系を逆最適の手法を用いて

設計する

提案する制御則

誤差ダイナミクス:

m

r

˙

= u − θ ˙x − F

z

(x, ˙

x, z

) − m¨

x

r

制御入力と推定則:

c

1

: positive constant, ˆ

θ : estimates of θ

ˆ

m

: estimates of m

ˆ

W : estimates of W

v

:新たな制御入力

次で与える

u

=

−c

1

r

+ ˆ

θ

x

˙

+ ˆ

m

x

¨

r

W

ˆ

T

S

(x, ˙

x

) + v

,

˙ˆ

θ

=

−η

θ

xr, η

˙

θ

>

0,

˙ˆ

m

=

−η

m

x

¨

r

r, η

m

>

0,

˙ˆ

W

=

ΓS(x, ˙

x)

r

,

Γ = Γ

T

>

0.

ˆ

W

T

S(x, ˙

x): NN approximation of F

zm

(x, ˙

x)

(6)

定理 1

v

is sub–optimal control input for the cost function J

J

=

sup

ε,ε

1

∈L

2

!"

t

0

#hr

2

+ δv

2

− γ

2

(

ε

2

+ ε

1

2

)$ dτ + V (t)

%

h : positive constant or function

γ : positive constant

V

(t) =

1

2

mr

2

+

1

θ

˜

θ

2

+

1

m

˜

m

2

+

1

2

W

˜

T

Γ

−1

W

˜

v = −

1

g

2

∂ ˜

V

∂x

= −

1

r

v

を次のように定める

外乱抑制仕様

ε

ε

1

を補償することが可能!

H

制御系が構成できている事が分かる

Experimental equipments

The resolution of linear scale is

10[nm]

Table

Motor

Guide

Position sensor

Fig. 5 Linear slider

目標軌道

Fig. 6

に示す軌道を30回繰り返すものを目標軌道とする

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 Time t[s]

Reference for position x

d

[m]

1

Fig. 6 Reference Signal

設計パラメータ

c

1

= 2500

, η

m

= 0

.5, λ = 300, η

θ

= 2 × 10

4

,

Γ = 12 × 10

5

×

I

9

, σ = 20, δ = 5 × 10

5

disturbance attenuation level:

γ = 0.01

design parameters for S(x, ˙

x)

l = 3, µ

11

=

0

.003, µ

12

= 0

, µ

13

= 0

.003,

(7)

! !"# $ $"# % !% !$"# !$ !!"# ! !"# $ $"#&'$! !# ()*+''',-./ 01121'''+-*/

実験結果

Fig. 7 Experimental result using Wang’s method

実験結果

!

!"#

$

$"#

%

!%

!$

!

$

%

&'$!

!(

)*+,'''-./,01

23/*-*34',5535''',.+1'6$/-6

!

!"#

$

$"#

%

!%

!$

!

$

%

&'$!

!(

)*+,'''-./,01

23/*-*34',5535''',.+1'6#-76

標準的な勾配型推定則を用いた場合

Fig. 8 Error Signals:

e = x

d

x

コメント

良好な追従性能がえられた

目標値信号が周期的な場合...

周期を経ると推定値がどんどん大きくなる

可能性がある...

H

摩擦補償を考慮に入れた適応型

制御法の提案

ˆ

θ, ˆ

m, ˆ

W

は勾配型の推定則

推定則の修正

!

修正法

˙

ˆ

θ = −κ

θ − η

ˆ

θ

xr, η

˙

θ

> 0

˙

ˆ

m = −κ ˆ

m − η

m

x

¨

r

r, η

m

> 0

˙ˆ

W

= −κ ˆ

W

+ ΓS(x, ˙

x)r, Γ = Γ

T

>

0

κ

:設計パラメータ,正の定数

右辺第2項が有界であれば,各推定値は有界となる

(8)

推定則の修正

dead-zone

:設計パラメータ,正の定数

誤差が±"以内なら推定則の更新が行なわれない

˙

ˆ

θ =

!

−η

θ

xr,

˙

if |e| > ρ

0

,

if |e| ≤ ρ

˙

ˆ

m =

!

−η

m

x

¨

r

r,

if |e| > ρ

0,

if |e| ≤ ρ

˙ˆ

W

=

!

ΓS(x, ˙

x)r,

if |e| > ρ

0,

if |e| ≤ ρ

ρ

||θ|| ≤ B

2

0 ˆ

θ

,

||m|| ≤ B

2

0 ˆ

m

,

||W || ≤ B

2

0 ˆ

θ

|| ˆ

θ(0)|| ≤ B

2

0 ˆ

θ

,

|| ˆ

m(0)|| ≤ B

2

0 ˆ

m

,

|| ˆ

W

(0)|| ≤ B

2

0 ˆ

θ

˙

ˆ

θ =

−η

θ

xr,

˙

if ˆ

θ

2

< B

2

0 ˆ

θ

and

η

θ

xr ˆ

˙

θ ≤ 0

−η

θ

xr + η

˙

θ

ˆ

θ

2

ˆ

θη

θ

θ

ˆ

η

θ

xr,

˙

otherwise

˙

ˆ

m =

−η

m

x

¨

r

r,

if ˆ

m

2

< B

2

0 ˆ

m

and η

m

x

¨

r

r ˆ

m ≤ 0

−η

m

x

¨

r

r + η

m

ˆ

m

2

ˆ

m

m

ˆ

η

m

x

¨

r

r,

otherwise

˙ˆ

W=

−ΓS(x, ˙

x)r,

if ˆ

W

T

ˆ

W < B

2

0 ˆ

W

and (ΓS(x, ˙

x)r)

T

ˆ

W ≤

0

ΓS(x, ˙

x)r − Γ

W ˆ

ˆ

W

T

ˆ

W

T

Γ ˆ

W

ΓS(x, ˙

x)r,

otherwise

推定則の修正

射影則

実験結果∼!修正法を用いた場合∼

Fig. 9 Error Signals:

e = x

d

x

! !"# $ $"# % !& !% !$ ! $ % &'($! !) *+,-(((./0-12 340+.+45(-6646(((-/,2(7$0.7 ! !"# $ $"# % !& !% !$ ! $ % &'($! !) *+,-(((./0-12 340+.+45(-6646(((-/,2(7#.87 ! !"# $ $"# % !& !% !$ ! $ % &'($! !) *+,-(((./0-12 340+.+45(-6646(((-/,2(7$!.87 ! !"# $ $"# % !& !% !$ ! $ % &'($! !) *+,-(((./0-12 340+.+45(-6646(((-/,2(7$#.87

κ

= 0.3

実験結果∼!修正法を用いた場合∼

Fig. 9:

θ

ˆ

Signals

0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~1st~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~5th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 thetahat ~10th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 thetahat ~12th~

κ

= 0.3

(9)

実験結果∼!修正法を用いた場合∼

Fig. 10:

Signals

0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~1st~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~5th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~10th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~12th~

κ

= 0.3

ˆ

m

実験結果∼!修正法を用いた場合∼

Fig. 11:

Signals

κ

= 0.3

! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$.,4 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4#,24 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$!,24 ! !"# $ $"# % !%"# !% !$"# !$ !!"# ! !"&5+$! 6 '()*+++,-.*/0 123,+4$%,24

ˆ

W

実験結果∼dead-zone法を用いた場合∼

Fig. 12 Error Signals:

e = x

d

x

! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535''',.+1'6$/-6 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535''',.+1'6#-76 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535''',.+1'6$!-76 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535''',.+1'6$#-76

ρ = 3 × 10

8

実験結果∼dead-zone法を用いた場合∼

Fig. 13:

θ

ˆ

Signals

0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~1st~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~5th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~10th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~15th~

ρ = 3 × 10

8

(10)

実験結果∼dead-zone法を用いた場合∼

Fig. 14:

m

ˆ

Signals

0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~1st~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~5th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~10th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~15th~

ρ = 3 × 10

8

実験結果∼dead-zone法を用いた場合∼

Fig. 15:

W

ˆ

Signals

! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$.,4 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4#,24 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$!,24 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$#,24

ρ = 3 × 10

8

! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535',.+1 6$#-76 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535',.+1 6$!-76 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535',.+1 6#-76 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535',.+1 6$/-6 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535',.+1 68!-76 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535',.+1 6%!-76

Fig. 16 Error Signals:

e = x

d

x

実験結果∼射影則を用いた場合∼

!"# !"$ !"% !"& !$ !' !# ! # ' $()#! !& *+,-)))./0-12 340+.+45)-6646)-/,2 7#.87 !"9 # #"' #": !$ !' !# ! # ' $()#! !& *+,-)))./0-12 340+.+45)-6646)-/,2 7#0.7 !"# !"$ !"% !"& !$ !' !# ! # ' $()#! !& *+,-)))./0-12 340+.+45)-6646)-/,2 7#%.87 !"9 # #"' #": !$ !' !# ! # ' $()#! !& *+,-)))./0-12 340+.+45)-6646)-/,2 7#%.87 !"# !"$ !"% !"& !$ !' !# ! # ' $()#! !& *+,-)))./0-12 340+.+45)-6646)-/,2 7$!.87 !"9 # #"' #": !$ !' !# ! # ' $()#! !& *+,-)))./0-12 340+.+45)-6646)-/,2 7$!.87

Fig. 17 Error Signals:

e = x

d

x

errors within

0.2[µm]

(11)

0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~30th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~20th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~15th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~10th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~5th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Time t[sec] thetahat ~1st~

Fig. 18

θ

ˆ

Signal(

B

0 ˆ

θ

= 1000

)

実験結果∼射影則を用いた場合∼

0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~30th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~20th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~15th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~10th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~5th~ 0 0.5 1 1.5 2 0 1 2 3 4 5 Time t[sec] mhat ~1st~

Fig. 19

m

ˆ

Signal(

B

0 ˆ

m

= 1

)

実験結果∼射影則を用いた場合∼

! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4&!,24 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4%!,24 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$#,24 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$!,24 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4#,24 ! !"# $ $"# % !&!!! !%!!! !$!!! ! $!!! %!!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$.,4

Fig. 20

W

ˆ

Signal(

B

0 ˆ

W

= 1500

)

実験結果∼射影則を用いた場合∼

Fig. 21: Error signals

! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535 ,.+1'6$/-6 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535 ,.+1'6#/-6 ! !"# $ $"# % !% !$ ! $ %&'$! !( )*+,'''-./,01 23/*-*34',5535 ,.+1'6$!-76

(

σ-modification method

projection method

dead zone method

)

(12)

0 0.5 1 1.5 2 0 2000 4000 Time t[sec] thetahat ~1st~ 0 0.5 1 1.5 2 0 2000 4000 Time t[sec] thetahat ~5st~ 0 0.5 1 1.5 2 0 2000 4000 Time t[sec] thetahat ~10th~

Fig. 22: signals

θ

ˆ

実験結果

(

σ-modification method

dead zone method

projection method

)

0 0.5 1 1.5 2 0 0.5 1 1.5 2 Time t[sec] mhat ~1st~ 0 0.5 1 1.5 2 0 0.5 1 1.5 2 Time t[sec] mhat ~5st~ 0 0.5 1 1.5 2 0 0.5 1 1.5 2 Time t[sec] mhat ~10th~

Fig. 23: signals

m

ˆ

実験結果

(

σ-modification method

projection method

dead zone method

)

! !"# $ $"# % !&!!! !$#!! ! $#!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$.,4 ! !"# $ $"# % !&!!! !$#!! ! $#!! &!!! Time t[sec] 123,+4#.,4 ! !"# $ $"# % !&!!! !$#!! ! $#!! &!!! '()*+++,-.*/0 123,+4$!,24

Fig. 24: signals

W

ˆ

実験結果

(

σ-modification method

dead zone method

projection method

)

結論

高精度な位置決め制御を達成するには摩擦力の補償が必要

繰り返し動作に対応するため推定則を変更

摩擦モデルとしてLuGreモデルを用い,

適応制御系を構成

実験的に射影則の有効性を検証した

NN

による近似誤差などをシステムに加わる外乱と見なし

外乱が制御性能に及ぼす影響を

H

制御の規範で抑えた

(13)

実験結果

!"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'''-/,2'7(0.7 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'''-/,2'7$.87 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'''-/,2'7(!.87 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'''-/,2'7(%.87 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'''-/,2'7(0.7 !"#$ !"$ !"$$ !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'''-/,2'7$.87 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'''-/,2'7(!.87 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'''-/,2'7($.87

!

修正法

dead-zone

!"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'-/,2 7($.87 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'-/,2 7(!.87 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'-/,2 7$.87 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'-/,2 7(0.7 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'-/,2 79!.87 !"#$ !"$ !"$$ !# !% ! % #&'(! !) *+,-'''./0-12 340+.+45'-6646'-/,2 7%!.87

射影則

実験結果

!

修正法

dead-zone

!"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757))).0-3)8%1/8 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757))).0-3)8$/98 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757))).0-3)8%!/98 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757))).0-3)8%'/98 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757))).0-3)8%1/8 !"#$ % %"!$ !9 !' !% ! % '()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757))).0-3)8$/:8 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757))).0-3)8%!/:8 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757))).0-3)8%$/:8 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757).0-3 8%$/98 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757).0-3 8%!/98 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757).0-3 8$/98 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757).0-3 8%1/8 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757).0-3 8:!/98 !"#$ % %"!$ !& !' ! ' &()%! !* +,-.)))/01.23 451,/,56).7757).0-3 8'!/98

射影則

実験結果

!

修正法

dead-zone

!"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+++/1.4+9!209 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+++/1.4+9:0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+++/1.4+9!)0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+++/1.4+9!'0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+++/1.4+9!209 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+++/1.4+9:0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+++/1.4+9!)0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+++/1.4+9!:0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+/1.4 9!:0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+/1.4 9!)0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+/1.4 9:0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+/1.4 9!209 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+/1.4 9<)0;9 !"#$ !"#% !"#& !"## ' !( !' ) ' (*+!) !& ,-./+++012/34 562-0-67+/8868+/1.4 9')0;9

射影則

Fig. 1 Positoining Mechanism using Linear Slider
Fig 2. Linear Slider
Fig. 5 Linear slider
Fig. 7 Experimental result using Wang’s method
+5

参照

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