宇 宙 ロボ ッ トの適 応 制 御
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(2) 宇 宙 ロボ ッ トの 適 応 制 御. 833. 体 を操 作 した り,素 早 い 操 作 が 必 要 な 場 合 に は,分 解 加 速 度 制. と な る.式(3)(4)の. 御(RAC:Resolved. メ ー タ の 項Qは. Acceleration. Control)[6]の. よ うな動力. 学 に基 づ く制 御 が 望 まれ る.岩. 田 ら[10]は,位. も つ 宇 宙 ロ ボ ッ ト に対 して,未. 知 パ ラ メ ー タの 推 定 則 を併 合 し. 置姿 勢制御 系 を 〓 +〓=P(q,〓,〓,〓)〓(5). た 分 解 加 速 度 制 御 を提 案 し,数 値 シ ミュ レ ー シ ョ ン に よ り有 効 性 を示 して い る が,制. 両 辺 の 差 を と る こ と に よ り,既 知 パ ラ 次 の よ う に消 去 で き る.. ただ し. 御 則 の 安 定 性 は保 証 され て い な い.. 本 論 文 で は,ス ラ ス タ とCMG(Control. Momentum. Gyro). 〓=〓‑M. の よ うな 位 置 姿 勢 制 御 系 を搭 載 した 宇 宙 ロ ボ ッ トが 未 知 物 体 を 把 持 した 場 合 に対 して,動 る.提 案 手 法 は,ハ. 〓=〓‑C. 力 学 に基 づ く適 応 制 御 を提 案 し て い. ン ド と衛 星 本 体 の 位 置 姿 勢 の す べ て,ま. は任 意 の 変 数 を作 業 変 数 と して 選 び,総. 〓 =〓‑β(6). た. 合 的 に制 御 で き る 適 応. 制 御 で あ る.制 御 則 の 安 定 性 を リア プ ノ ブ の 第2の. 4.適. 方 法 で証 明. す る と と も に,数 値 シ ミュ レ ー シ ョ ン を行 っ て い る.そ. の 結 果,. 4.1基. 分解 加速 度制 御 で は未知把 持物 体 に よって制 御性 能 が劣化 す る が,適. 応. 制. 御. 本 と な る適 応 制 御. 適 応 制 御 則 を導 くた め に次 の リ ア プ ノ ブ関 数 を考 え る.. 応 制 御 で は 良 好 な制 御 結 果 が 得 られ る こ とが 示 さ れ る. 2.運. 動 方. 程. 2. 式 こ こ で,qrをqの. 宇 宙 ロ ボ ッ トの 運 動 方 程 式 は 次 の よ う に表 さ れ る.. 参 照 入 力 とす る と,〓 は. M〓+h=n(1). 〓(8). ここで. の よ う に 定 義 され る.Vを. u=[vo. ωo 〓],n=[fo. 時間微 分 す る と. To Tθ]. で あ り,Mは. 質 量 行 列,hは. vo,ωo,θ. は,そ. 中 心 コ リ オ リ力 を 表 す.ま. れ ぞ れ 衛 星 本 体 の 速 度,衛. ジ ョ イ ン ト角 で あ り,fo,To,Tθ く並 進 力,衛. は,そ. た,. 星 本 体 の 角 速 度,. れ ぞれ衛 星本 体 に働. 星 本 体 に働 く トル ク,ジ ョ イ ン ト トル ク で あ る.. 衛 星 本 体 の 姿 勢 を 記 述 す る 変 数 φ0が た す 場 合,u=〓. ω0=φ0の. 関係 を満. 〓 (9). と す る と式(1)は M〓+C〓=n(2). の よ う に表 す こ と が で き る.こ. こ で,0は. とお き,式(9)に. 代入 す る と. ラ メ ー タ に 関 す る線 形 化 〓(11). 宇 宙 ロ ボ ッ トが 未 知 物 体 を把 持 して い る 場 合,ハ. ン ドが あ る とな る.こ の うち,MとCは. リ ン ク と未 知 物 体 を合 わ せ た 慣 性 パ ラ メ ー タが 未 知 パ ラ メー タ と な る.こ. 歪対 称 行列 で あ る こ とを用 い. n=〓r+〓r‑KD〓(10) た こ の と き,. 歪 対 称 行 列 とな る . 3.パ. こで は,〓‑2Cが に,制 御 則 を. 中 心 コ リ オ リ力 に. 関 す る 行 列 で あ り,ラ グ ラ ン ジ ュ法 よ り求 ま る.ま 〓 ‑2Cは. と な る.こ て い る.次. の 未 知 パ ラ メ ー タ を β とす る と,式(2)の. の で,次. 左辺は. 未 知 パ ラ メ ー タ に 関 して 線 形 な. の よ う に表 す こ とが で きる.. 〓(12). M〓+C〓=P(q,〓,〓,〓)β+Q(3) の よ う に 未 知 パ ラ メ ー タ に 関 し て 線 形 分 離 で き る.こ P(q,〓,〓,〓)は Pの. 回 帰 子 行 列 と 呼 ば れ,q,〓,〓. 中 の 二 つ の〓 は 区 別 し,前 者 はCの. あ り,後 者 はCに. か か る〓 で あ る.ま. そ こで,式(12)を. こ で,. 式(11)に. 代入すると. で 構 成 さ れ る. 〓 (13). 中 に 含 ま れ る〓 で. た,Qは. 既 知 パ ラ メー. と な る.〓=〓. な の で,適. 応則 を. タ と状 態 変 数 か ら構 成 さ れ る 行 列 で あ る. い ま,未. 知 パ ラ メー タ の 推 定 値 を〓,推. れ たM,Cを〓,〓. 定 値 を用 い て計 算 さ. 〓 (14). とす る と とす る と 〓 =‑〓TKD〓. 〓+〓=P(q,〓,〓,〓)〓+Q(4). 日本 ロ ボ ッ ト学 会 誌16巻6号. 99. ≦0(15). 1998年9月.
(3) 〓(26). 泉. 834. と な り,t→∞. の と き〓 →0と. な る.そ. qd,関 節 変 数 誤 差qe=q‑qd,正 い て,参 照 入 力 を〓r=〓d‑qqeと き〓=〓e+Λqqe→0と qe≡0な 定 値〓. 田. こ で,目. 啓. 岡 秀. 行. 室. 津. 義. 定. を用 い,同 時 に衛 星本体 の位 置 に対す る制 御入 力 を. 標 関節 変数. 定 対 称 ゲ イ ン行 列Λqを 用 与 え る と,t→∞ のと. な る.〓e+Λqqe=0の. の で,t→∞. 長. fo‑0(22) とす る.以 上 の 変 更 と後 述 の 式(25)の. 定常 解 は. の と きqe→0,qe→0と. にわず か な. 制 約 を 加 え る と,前 節 で 示 した 制 御 則 を使 用 す る こ とが で き る.. な る.推. が 真 値 に 収 束 す る こ と は 保 証 で き な い が,上. よ うにΛ. 次 に,こ. の 結果 は. の 制 御 系 の 安 定 性 を示 す.上. 述 の変更 に よ り. 成 立 す る. 上 の 制 御 則 は,関. 節 変 数 に 対 す る 制 御 則 で あ る が,宇. 宙 ロ. ボ ッ トの 制 御 に お い て は 作 業 変 数 に対 す る制 御 則 を構 成 す る必 要 が あ る.こ. こ で は,作. す れ ば よ い 場 合 の よ う に,制. と な り,ψe=ψ‑ψdよ. ン ド の 位 置 姿 勢 だ け を制 御. り. 御 し な い 作 業 変 数 が あ る と き も,. 以 下 で 導 く制 御 則 を適 用 で き る.作 と ヤ コ ビ行 列Jに. 〓(23). 業 変 数 をハ ン ドの 位 置 姿 勢 と衛 星 本 体. の 位 置 姿 勢 と して 制 御 則 を 導 く.ハ. 業 変 数 ψ は,関. 節 変 数4. よ り,次 の よ う に 関 係 づ け ら れ る. 〓(24). Λ =JΛ(16) を満 た す.式(18)と ただ し. 式(19)に. お い て,制 御 変 数 の 誤 差 フ ィー. ド バ ッ クが 非 制 御 変 数 の 目標 値〓d,〓dに. 干 渉 しない よ うに. 正 定 対 称 ゲ イ ン行 列 五 を次 式 の よ う にブ ロ ッ ク対 角 に す る. 〓 (17) 〓(25). ま た,記. は ハ ン ド の 位 置 姿 勢 の 速 度 ベ ク トル で あ る.目 標 作 業. 変 数 ψdと 正 定 対 称 ゲ イ ン行 列Λ 〓r. さ ら に,式(17)よ. を 用 い て,〓r,〓rを. =J‑1(〓d‑Λ. り,. ψe)(18). 〓r=J‑1(〓d‑Λ〓e‑〓)(19) の よ う に 与 え る と,式(15)よ. り 〓(27). 〓=‑(〓e+Λ. ψe)TJ‑TKDJ‑1(〓e+Λ. と な る.こ て,Jが. こ で,ψe=ψ‑ψdは. 正 則 で あ れ ばt→. ψe→0か. ψe)≦0(20). つ〓e→0と. 作 業 変 数 誤 差 で あ る.よ ∞ の と き〓e+Λ. 応 則 を式(14)で. 4.2適. っ. で あ る.式(23)か. な り,. 与 え,制. 場 合 も考 え ら れ る.ま. 御 則 を式. 〓 (28). と な り,式(8)よ. 信 ア ンテナ の指 向制御 等 のた. た,特. の よ う な場 合 に も,先. 応 制 御 則 を用 い る こ とが で き る.変 更 は,作 御 しな い 変 数 の 目 標 値 と して,そ. 〓= (OT,〓To,〓T)T(29). とな る.ゆ え に,式(14)の 第 一 項 中,〓. の適. のn中,非. の 瞬 間 に 実 現 さ れ て い る値 を. 星 本 体 の 位 置 を制 御 しな い 場 合 に つ い て,具 体 的. に 制 御 則 の 変 更 方 法 と安 定 性 を 示 す が,同 星 本 体 の位 置 や 姿 勢,ハ. ン ド の位 置 や 姿 勢 の う ち,任 意 の 変 数. No.6. よ び 式(20)が. 右辺. が 示 され る.こ. こ で は,衛. の こ と よ り,式(10) どの よ うに与 えて. 成 り立 ち,制 御 則 の 漸 近 安 定 性. 星 本 体 の 位 置 を 制 御 し な い 場 合 を考 よ う にfo≡0と お,適. どの 一 部 分 は 必 ず 零 と な る の で,そ. す る こ と に よ り,. 応 則 と制 御 則 中,〓r,〓. な. の こ と を 考 慮 してfo≡0. 専 用 の 制 御 器 を 構 築 す る こ と に よ り,制 御 の た め の 計 算 量 を 減 星本体 の並 進 加速. らす こ と が で き る.. 置 の 目標 値 と して, 同 様 に,衛. 星 本 体 の 姿 勢 を 制 御 しな い 場 合 に も,提 案 す る 制. 御 則 を用 い て 安 定 な 適 応 制 御 を実 現 す る こ と が で き る.. rod=ro,vod≡vo,vod=〓o(21). Vol.16. も,式(15)お. 目 的 の 制 御 が 実 現 で き る.な. を作 業 変 数 に 選 ん で 制 御 す る こ とが で き る.. 進 速 度,位. 制 御 変 数 に対 す る 制 御 力foを. え て い る の で,式(22)の. 様 の 変 更 に よ り,衛. 衛 星 本 体 の位 置 を制 御 し な い 場 合 に は,衛. 適 応 則 を用 い る と,式(11)の. の 零 が 乗 ぜ られ る 部 分 が どの よ うな もの で あ っ て. も,そ の 後 の 論 理 展 開 に は影 響 しな い.こ. 業 変数 ψ 中 の制. 御 しな い 変 数 に対 応 す る 制 御 入 力 を 零 と す る だ け で よ. 下,衛. り. 象 物 体 を汚 染 す る た め ス ラ. に必 要 性 が な く衛 星 本 体 の 姿 勢 制. 御 も行 わ な い 場 合 も考 え ら れ る.こ. JRSJ. 用いる. こ と に よ り,. ス タ が 使 え な い 等 の 理 由 に よ り衛 星 本 体 の 位 置 制 御 を行 わ な い. 度,並. 式(19)に. 応制 御 の変 更. め 衛 星 本 体 の 姿 勢 制 御 を行 うが,対. い.以. 式(18)と. 与 え る と,作 業 変 数 を制 御 で き る.. 宇 宙 ロ ボ ッ トの 作 業 中 に は,通. 用 い,制. ら式(27)を. な る.. した が っ て,式(18)(19)で〓r,〓rを (10),適. ψe→0と. 100. Sept.,1998.
(4) 835. 宇 宙 ロ ボ ッ トの 適 応 制 御 Table. Table. Fig.. 1. Hardware. 5.数 5.1モ. space. robot. 1. 2. Specification. Initial. of space. values. of. robot. ,3 and. real. model. values. of ƒÀ. model. 値 シ ミュ レー シ ョ ン. デ ル と シ ミ ュ レ ー シ ョ ン条 件. 提 案 し た 適 応 制 御 の 有 効 性 を確 認 す る た め に 数 値 シ ミュ レー. Fig.. 2. Initial. state. of space. robot. model. シ ョ ン を行 う.開 発 中 の 宇 宙 ロ ボ ッ トの 二 次 元 地 上 模 擬 実 験 装 置(Fig.1)[11]を. 制 御 対 象 と想 定 し,衛 星 本 体 と3リ. マ ニ ピ ュ レ ー タか ら構 成 さ れ る モ デ ル を用 い る.ハ. ンクの. 子 化 さ れ た レ ー トジ ャ イロ で 衛 星 本 体 の 角 速 度 を 計 測 す る も の. ン ド にペ イ. と し,制 御 系 の サ ン プ リ ング タ イム を1[ms]と. ロ ー ド を持 った 状 態 で,宇 宙 ロ ボ ッ トモ デ ル の 仕 様 をTable1 に 示 す.こ. こで,mi,li,ai,Iiは,linkiの. 長 さ,jointiか. らlinkiの. 質 量,linkiの. 質 量 中 心 ま で の 距 離,linkiの. 中 心 まわ りの 慣 性 モ ー メ ン ト を 示 す.リ. し,マ ニ ピ ュ レー タ ハ ン ド を リ ン ク3と. の パ ラ メ ー タ は,ハ. KD=diag[6.0. 質量. ン ク と関 節 は,衛. 体 か らマ ニ ピ ュ レ ー タ先 端 へ 順 に 番 号 を付 け,衛 ク0と. 星本. Λ =diag[160. 星 本体 を リン す る.リ. Γ =diag[0. ン ド と ペ イ ロ ー ド を合 わせ て 計 算 され る 慣. と し て い る.ま 御(RAC)の. 体 を 把 持 した リ ン ク3に. 6.0. 6.0. 6.0. 160. 20. 160. .001. 0.1. 1.0. 6.0. 6.0]. 160. 20]. 1.0]. ン ク3. 性 パ ラ メ ー タ で あ る. 未 知 パ ラ メ ー タ は,物. し て い る.. いづ れ の 数 値 シ ミュ レ ー シ ョ ン で も,適 応 制 御 の ゲ イ ン を. た,制. 御 性 能 を比 較 す る た め に,分 解 加 速 度 制. シ ミュ レ ー シ ョ ン を 行 う.制 御 則 は. 関す る以 下の n=M〓r+h(31). 慣 性 パ ラ メ ー タ に な る. で あ る.こ. こで 〓r=J‑1{〓d‑GD〓e‑Gp〓e‑〓}. 分 解 加 速 度 制 御 の 比 例 ゲ イ ンGD,微 〓(30) こ こ で,a3x,a3yは. 把 持 物 体 を持 った 状 態 に お け る リ ン ク3固. 定 座 標 系 で の 質 量 中心 のx,y座. 標 で あ る.物. な い と き の リ ン ク3の 慣 性 パ ラ メ ー タ を推 定 値〓 て 用 い,リ. GP=diag[160. 体 を 把 持 して い. GD=diag[3.0. 秒 間 で,初. 直 線 移 動 し,+60゜ 路 は,七. 向 に‑0.2[m],y方. 姿 勢 変 更 す る.こ. 5.2ハ. ン ド は3. ま た,シ. の 間 の 作 業 変 数 の 目標 経. 3.0. 120] 2.0]. の 変 数 の 目標 加 速 度. 田 ら の ア ル ゴ リズ ム[6]. ン ド と衛 星 姿 勢 の 制 御(#1) 星 本 体 に搭 載 され た 通. 信 用 ア ン テ ナ を一 定 方 向 に保 つ こ とが 不 可 欠 で あ る.ま. た,太. 陽 電 池 パ ネ ル の 方 向 も保 持 す る必 要 が あ る し,衛 星 に搭 載 され. ミ ュ レー シ ョ ン に は 実 験 装 置 に 含 ま れ る量 子 化 や 時. 日本 ロ ボ ッ ト学 会誌16巻6号. こ で は,山. 遠 隔 操 作 さ れ る 宇 宙 ロ ボ ッ トで は,衛. 向 に+0.2[m]. 次 関 数 で 補 間 して い る.. 間遅 れ な ど の 条 件 を考 慮 し て い る.例. 160. に 基 づ い て 計 算 を行 っ て い る.. 示 され る初 期 状 態 を と る.. れ の 数 値 シ ミュ レ ー シ ョ ンで も,ハ. 期 位 置 か らx方. 3.0. の 変 数 に対 応 す る 一 般 化 力 を零 と して,そ を計 算 す る 必 要 が あ る.こ. 宇 宙 ロ ボ ッ トの モ デ ル は,Fig.2に. 2.0. 160. とす る.作 業 変 数 ψ の 中 に制 御 し な い 変 数 が あ る場 合 に は,そ. の 初 期 値 と β の 真 値 はTable2. に表 さ れ る値 を用 い る.. 以 下 に 示 す,いづ. 3.0. 120. の初期値 と し. ン ク3と 把 持 物 体 と を合 わ せ て 計 算 され る慣 性 パ ラ. メ ー タ を β の 真 値 とす る.〓. 160. 分 ゲ イ ンGPを. え ば,0.1[deg/sec]で. た 視 覚 セ ンサ の 視 野 もぶ れ な い よ うに す る必 要 が あ る か も しれ な い.そ. 量. 101. れ らの 状 況 に 相 当 す る,衛. 星 本 体 の 姿 勢 を変 え ず に ハ. 1998年9月.
(5) 泉. 836. Fig. 3. 田. 啓. 長. 岡. 行. 室. 津. 義. 定. Fig. 6 Motion of robot controlled by RAC (#1). Motion of robot controlled by adaptive control (#1). Fig. 4. 秀. Error norm controlled by adaptive control (#1). Fig. 7 Error norm controlled by RAC (#1). Fig. 8 Motion of robot controlled by adaptive control (#2) Fig. 5 Parameter estimation (estimated/real) in adaptive control (#1) ン ドの 経 路 制 御 を行 う シ ミュ レ ー シ ョ ン を 示 す.こ. の 状 況 は,. 実 際 の オ ペ レー シ ョ ン に お い て 最 も頻 繁 に現 れ る と予 想 さ れ る. 衛 星 本 体 の 姿 勢 を保 つ た め に,実 験 装 置 で はCMGで. トル クを. 発 生 す る. 適 応 制 御 を 用 い た 場 合 に 対 し て,Fig.3が Fig.4が. ロ ボ ッ トの 挙 動,. ハ ン ド の 位 置 誤 差 ノ ル ム,Fig.5が. の 収 束 状 況 を示 して い る.Fig.5で 値 を真 値 で 割 っ た 値(〓/β)を. 未知 パ ラ メー タ 知 パ ラ メー タ の 推 定. 表 示 して い る.こ. に 近 い ほ ど推 定 値 が 真 値 に近 い.ま に 対 し て,Fig.6が. は,未. た,分. Fig. 9 Error norm controlled by adaptive control (#2). れ ら の 値 が1. 解加 速度 制御 の場 合. ロ ボ ッ トの 挙 動,Fig.7が. ハ ン ドの位 置. 作 し,通 信 リ ン ク を 確 保 す る 必 要 が な く,衛 星 本 体 の 位 置 姿 勢 を 制 御 す る必 要 が な い 状 況 で は,こ. 誤 差 ノル ム で あ る. 5.3ハ. ン ドの 制 御(#2). 提 案 す る 制 御 法 が,そ た め に,ハ ン を示 す.こ. JRSJ. Vol.16. ボ ッ トの 挙 動,Fig.9が. の 他 の 状 況 で も使 用 で き る こ と を示 す. ン ドの 経 路 制 御 だ け 行 う場 合 の 数 値 シ ミュ レー シ ョ. No.6. 御 の 場 合 に 対 し て,Fig.11が. た,分 解 加 速 度 制. ロ ボ ッ トの 挙 動,Fig.12が. ン ド の 位 置 誤 差 ノ ル ム で あ る.. 宙 ロ ボ ッ トが 自律 的 に動. 102. ロ. ハ ン ドの 位 置 誤 差 ノ ル ム,Fig.10が. 未 知 パ ラ メー タの 収 束 状 況 を 示 して い る.ま. こ で は,衛 星 本 体 の 位 置 姿 勢 制 御 系 を用 い な い で,. 関 節 ト ル クの み を 制 御 入 力 とす る.宇. の 制 御 で 十 分 で あ る.. 適 応 制 御 を 用 い た シ ミュ レ ー シ ョ ン結 果 と して,Fig.8が. Sept.,1998. ハ.
(6) 宇 宙 ロ ボ ッ トの 適 応 制御. Fig. 13 Motion of robot controlled by adaptive control (#3). Fig. 10 Parameter estimation (estimated/real) in adaptive control (#2). Fig. 11. 837. Motion of robot controlled by RAC (#2). Fig. 14 Error norm by adaptive control (#3). Fig. 12 Error norm controlled by RAC (#2) 5.4ハ. Fig. 15 Parameter estimation (estimated/real) in adaptive control (#3). ン ド と衛 星 位 置 姿 勢 の 制 御(#3). セ ン サ の 視 野 や 作 業 時 の衛 星 本 体 の 位 置 姿 勢 を指 定 す る 場 合, 衛 星 本 体 の 位 置 姿 勢 も同 時 に制 御 す る こ と も必 要 に な る.そ. 5.5議. の. 適 応 制 御 と分 解 加 速 度 制 御 の 制 御 性 能 を比 較 す る と,い つ れ. 状 況 に相 当 す る,衛 星 本 体 の 位 置 姿 勢 とハ ン ド の 経 路 を 同 時 に 制 御 す る シ ミ ュ レー シ ョ ン を示 す.ハ 同 じで あ る が,本 向 に+0.1[m],y方. の シ ミュ レ ー シ ョ ン に お い て も,適 応 制 御 の 方 が 良 好 な 制 御 性. ン ドの 経 路 は こ れ ま で と. 能 を 示 し,未 知 物 体 を把 持 した 場 合 に有 効 で あ る こ とが 分 か る.. 体 は 姿 勢 を初 期 姿 勢 に保 ち つ つ,位 置 をx方 向 に‑0.2[m]移. 動 す る.ま. た,こ. 論. 提 案 す る 制 御 法 で は,推. こで は. 定 パ ラ メ ー タが 真 値 に 収 束 す る こ と は. 本 体 搭 載 の 位 置 制 御 装 置 が 任 意 の 大 き さの 推 力 を 発 生 で き る と. 保 証 さ れ て い な い が,Fig.5,10,15に. 想 定 して い る.ON/OFFの. 3秒 の 動 作 の 間 に適 応 制 御 の 推 定 パ ラ メ ー タ は真 値 近 く に収 束. 制 御 力 しか 発 生 で き な い ス ラ ス タ. の よ う な位 置 制 御 装 置 を用 い る場 合,PWM制. して い る.シ. 御 を 行 う な ど,. な ん ら か の 工 夫 が 必 要 に な る.. の パ ラ メー タは ほ ぼ 真 値 に 収 束 し た.ゆ. ハ ン ドの 位 置 誤 差 ノル ム,Fig.15. が 未 知 パ ラ メ ー タの 収 束 状 況 を示 し て い る.ま 制 御 の 場 合 に対 して,Fig.16が. れ らの. た,分. え に,よ. り長 い 継 続 動. 作 に よ り,推 定 パ ラ メ ー タ は 真 値 に近 づ く も の と思 わ れ る.. 解加 速 度. 6.結. 論. ロ ボ ッ トの 挙 動,Fig.17が. ハ ン ド の 位 置 誤 差 ノ ル ム で あ る.. 日本 ロ ボ ッ ト学 会 誌16巻6号. ミュ レ ー シ ョ ン例 を示 し て は い な い が,こ. 収 束 値 を 初 期 値 と して 同 じ シ ミュ レー シ ョ ン を 行 う と,す べ て. 適 応 制 御 を用 い た シ ミ ュ レー シ ョ ン結 果 と して,Fig.13が ロ ボ ッ トの 挙 動,Fig.14が. 示 さ れ て い る よ う に,. 未 知 物 体 を 把 持 した 宇 宙 ロ ボ ッ トの 制 御 の た め に,未 知 慣 性. 103. 1998年9月.
(7) 泉. 838. 田. 啓. 長. 岡 秀. 行. 室. 津. 義. 定. ミ ュ レ ー シ ョ ン 例 を 示 し,提. 案 す る適 応制御 が 分解 加速 度制御. に 比 べ 良 好 な 制 御 性 能 で あ る と い う 結 果 を 得 た. な お,本. 研 究 は 文 部 省 科 学 研 究 費 補 助 に 関 連 して な さ れ た こ. と を 付 記 す る. 参 [1]. 考. 文. 献. 室 津,辻 尾,泉 田,尾 崎: 宇 宙 作 業 ロ ボ ッ トの 未 知 把 持 物 体 の パ ラ メ ー タ同定 ,シ ス テ ム 制 御 情 報 学 会 論 文 誌, vol.6, no.1, pp26‑36, 1993.. [2]. Z.. Vafa. in. Space. ings. Fig. 16. and. of. [3]. [4]. Y.. Umetani. vol.15,. no.12,. Masutani, for. national AZ, Y.. 山 田,土. 屋:. ,計. [8]. 変 数 と し て 制 御 で きる.ま. た,基. [9]. 本 的 な 制 御 法 を わ ず か に変 更. し,衛 星 本 体 の 位 置 姿 勢 や ハ ン ドの 位 置 姿 勢 の う ち,任. J-J.. E.. で き る.未. [10]. 勢 を一 定 に保 ち な が らマ ニ [11]. Y.. 啓(Kei. 年4月. 士(工. Control. Matrix,•h. of IEEE. no.3,. pp.303-. for. vol.6,. W.. no.3,. 1990.. Control. of. and. ComMulti-Arm Symposium. Automation. in. Space,. 1990. Li: •gOn. The. 川,加. pp.765‑772,. of International. Robotics. pp.303-306, and. no.7,. Toyoshima: •gEfficient. Trajectory. Proceedings. Intelligence,. 林,大. T.. the. International. pp.49-59, 藤:. Adaptive Journal. Control of. ミ シ ガ ン州. 1987.. 宇 宙 用 マ ニ ピュ レ ー タの デ ジ タ ル適 応. 本 機 械 学 会 論 文 集(C編),. vol.62,. 岩 田,町 田,戸 の 統 一 的制 御. 田: ,日. no.593,. pp.168‑174,. 浮 遊 物 体捕 捉 マ ヌ ー バ に用 い る 自由 飛行 型 ロボ ッ ト 本 航 空 宇 宙 学 会 誌, vol.43, no.502, pp.634‑640,. K.. Senda,. for. Space. Y.. Murotsu. Robot and. with. and. H.. Visual. Control. Adachi: •gControl. Experiment. Information,•h. Conference,. San. AIAA Diego,. Guidance, CA,. AIAA-. 1996.. Nagaoka) 生.1994年. 学 専 攻)修 了.同 年4月. 最 優 秀 発 表 論 文 賞(米. 大阪府立大 学工学. よ り 日本 電 信 電 話 株 式 会. 社 に勤 務.. シス テ ム制 御情 報. 宙 ロ ボ ッ ト,柔 軟 マ ニ ピ ュ レ ー. 学).AIAAな. ど の 会 員. (口 本 ロ ボ ッ ト学 会 正 会 員). 室 津 義 定(Yoshisada 1940年3月20日. Murotsu) 生.1968年. 博 士 課 程 単 位 取 得 退 学.同 部 助 手,1982年. 大 阪府 立 大 学大 学 院 年4月. 大 阪府 立 大学 工学. 同 教 授.1992年. 最 優 秀発 表 論 文賞. (米 国 航 空 宇 宙 学 会GNC),1994年. シ ス テ ム制 御. 情 報 学 会 賞 な ど受 賞.構 ト な ど の 研 究 に 従 事.工. 造 信 頼 性 工 学,宇. 宙 ロボ ッ. 学 博 士.AIAA,ASME. な ど の 会 員.. JRSJ. Vol.16. No.6. of. Robotics. 部 航 空 工 学 科卒 業.宇 宙 ロボ ッ トの 研 究 に従 事 し, 1996年 大 阪 府 立 大学 大 学 院博 士前 期 課 程(航 空 工. 大 阪府 立 大 学 工 学 部. 国 航 空 宇 宙 学 会GNC),1994年. Rate. vol.5,. vol.26,. and. 1970年4月18日. 大 阪府 立 大 学 大学 院. 同 助 教 授,1996‑1997年. 学 会 賞 な ど 受 賞.宇. Automation,. 長 岡 秀 行(Hideyuki. 生.1988年. 立 大 学 客 員 研 究 員.1992年. タ な ど の 研 究 に 従 事.博. ,日. 96-3900,. Senda). 博 士 前 期 課 程 修 了.同 助 手,1994年. Yokokohji. Slotine. 山 本,小. Navigation,. 知 物 体 を把 持 し た 宇 宙 ロ ボ ッ ト に 対 す る 数 値 シ. 1963年8月17日. Motion Jacobian. 1995.. 方 法 に よ り,提 案 した 制 御 則 の 漸 近 安 定 性 が 保 証. 泉田. Inter-. Scottsdale,. 1996.. ピ ュ レー タ を操 作 す る とい った ミッシ ョ ン を可 能 にす る.リ ア プ ノ ブの 第2の. and. Manipulators,•h. 制 御. 意の 変. 数 を作 業 変 数 に選 ん で 制 御 す る こ と もで き る.そ の た め,衛 星 本 体 の 位 置 制 御 を 停 止 し た 状 態 で,姿. IEEE. 宇 宙 ロ ボ ッ トの マ ニ ピ ュ レ ー タ 制 御 に お け る 効 率 的 計. Japan,. Robot. 星 本 体 の 位 置 姿 勢 とハ ン ドの 位 置 姿 勢 の す べ て を作 業. Robotics. 測 自 動 制 御 学 会 論 文 集,. Artificial. Research,. 法 は,衛. of. Automation,. Generalized. Algorithms. Kobe,. 案 した 基 本 的 な制 御. and. of. Feedback. Proceedings. Yoshida: •gResolved. Manipulators,•h. on. 置 姿 勢 を制 御 す る 適 応 制 御 を提 案 した.提. Control Astronautica,. Arimoto: •gSensory. Robotics. with. Yoshikawa,. Space. パ ラ メ ー タ を推 定 しつ つ マ ニ ピ ュ レー タハ ン ド と衛 星 本 体 の 位. K.. on. putational. Error norm controlled by RAC (#3). S.. Acta. 1989.. 算 法. Fig. 17. Au-. 1989.. and. Manipulators. 314,. T.. on. and. Path. OMV,•h. Manipulators,•h. pp.1346-1351, Umetani. Transactions. [7]. 1987. and. Miyazaki. Proceed-. 1987.. on. pp.981-986,. Manipulators. Robotics. Yoshida: •gContinuous. F. Space. on. pp.579-585,. Mounted. Conference. Space. [6]. K.. of. Approach,•h. Conference. NC,. and. Manipulators. Dynamics. Manipulator. International. Space. Y.. the. Virtual. Raleigh,. Control. [ 5]. the. IEEE. tomation,. Motion of robot controlled by RAC (#3). S. Dubowsky: •gOn. Using. 104. Sept.,1998.
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