arXiv (Robotics)AI
不確定な関節剛性を持つモータ位置制御型柔軟関節ロボットの適応制御
Adaptive Control of Motor-Position-Controlled Flexible Joint Robots with Uncertain Joint Stiffness
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柔軟な関節を持つロボットを正確に制御することは、ロボティクス分野における重要な課題である。特にモータの位置制御型アクチュエータを使用する場合、関節の剛性(コンプライアンス)に関する正確な知識が制御性能に大きく影響する。しかし現実には、物理的な弾性要素の特性は動作条件によって変動し、さらに時間経過に伴う摩耗や劣化によって徐々に変化していくため、正確な剛性モデルを事前に得ることは困難である。
本研究は、このような不確定性に対応するための適応制御手法を提案するものである。提案されたアプローチは、各関節における不確定で非線形なトルク-撓み関係の推定値を動的に更新することで、モデルベース制御の精度を向上させる。従来の非弾性ロボット向けの古典的な適応制御とは異なり、この手法は暗黙的な制御則と制御入力に依存するレグレッサ行列を活用することで、不確定な関節剛性に対応する工夫がなされている。
また本研究では、モータの位置コントローラによって引き起こされる誤差に対するロバスト性についても詳細に分析されている。非線形な剛性特性を持つ柔軟関節を用いた実験結果により、提案手法の有効性が実証されており、実際のロボットシステムへの応用に向けた有望な成果となっている。