T-Sファジィシステムに基づくロボットマニピュレータのデータ駆動制御

基于T-S模糊系统的机器人机械臂数据驱动控制

• 批准号: 22K04028
• 负责人: 弓場井 一裕
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Mie University
• 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-22K04028/
• 关键词: データ駆動型制御器設計法; T-Sファジィシステム; ２自由度ロボットマニピュレータ; データ駆動制御; T-Sファジイシステム; ロボットマニピュレータ; 非線形システム

２０２２年度は研究目的を達成するための基本となるT-Sファジィシステムについての基礎的な調査を行った。T-Sファジィシステムの表現能力について調査を行った。特に，本研究の対象としている非線形システムである２自由度ロボットマニピュレータの動特性を表現可能かどうかの確認を行った。確認は，MATLABと呼ばれる数値演算CAD上で行った。本研究では非線形なシステムである２自由度ロボットマニピュレータを制御するための制御器を，制御対象である２自由度ロボットマニピュレータから得られる入出力データから直接設計できるかどうか，データ駆動型制御器設計法の考え方を用いて検討していく。そのため，データ駆動型制御器設計法における非線形システムへの応用についても調査・検討を行っている。特に，T-Sファジィシステムでは前件部と後件部があり，複数の条件においてシステムを切り替えるため，これらの条件を適切に推定可能かどうかが重要な問題となると考えられる。また，提案手法の検証を行うための実験システムの構築も並行して行った。現在は，ファジィシステムの前件部・後件部の同定を行うための調査・検討を行っている。また，最終的な目的は２自由度ロボットマニピュレータを制御するための制御器の設計を，制御対象である２自由度マニピュレータから得られる入力・出力から設計することにあるため，２自由度マニピュレータの制御がT-Sファジィシステムで可能かどうかの確認を行っている。また，実験システムは実時間制御が可能なOSであるART-Linux上で構築することを検討しており，現在，入出力部のプログラムの準備は完了している。

2022年，我们对T-S模糊系统进行了基础研究，这是实现我们研究目标的基础。我们研究了T-S模糊系统的表达能力。特别是，我们确认了是否可以表达二自由度机器人操纵器的动态特性，该非线性系统是本研究的主题。在名为 MATLAB 的数值计算 CAD 系统上进行了确认。在本研究中，我们研究了是否可以根据从 2 自由度机器人获得的输入/输出数据直接设计用于控制 2 自由度机器人机械手（非线性系统）的控制器。操纵器，这是一个非线性系统，我们将使用定律的概念来研究它。因此，我们也在研究和检验数据驱动控制器设计方法在非线性系统中的应用。特别是，T-S模糊系统具有前因部分和后因部分，并且系统在多种条件下切换，因此是否能够适当地估计这些条件被认为是一个重要问题。我们还构建了一个实验系统来验证所提出的方法。目前，我们正在进行研究来识别模糊系统的前因和后果部分。另外，最终目的是根据从2自由度机械臂获得的输入和输出来设计一个用于控制2自由度机器人机械臂的控制器，这是我们目前正在检查的控制目标。是否可以使用T-S模糊系统进行控制。我们也在考虑在ART-Linux这个允许实时控制的操作系统上构建实验系统，目前我们已经完成了输入/输出部分程序的准备工作。

项目成果

Performance Evaluation of Gain-Scheduled Thrust Controller Using Wind Velocity and Propeller Angular Velocity for Propeller Driven Systems Under Variable Wind Direction

变风向下螺旋桨驱动系统使用风速和螺旋桨角速度的增益调度推力控制器性能评估

• 发表时间: 2023
• 作者: Yusuke Tsuji;Daisuke Yashiro;Kazuhiro Yubai and Satoshi Komada
• 通讯作者: Kazuhiro Yubai and Satoshi Komada

Position Control of a Two-Degree-of-Freedom Parallel Robot Including Torsion Springs and Motor/Load-Side Encoders

包括扭力弹簧和电机/负载侧编码器的二自由度并联机器人的位置控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Tsubasa Takahashi;Daisuke Yashiro;Kazuhiro Yubai;Satoshi Komada
• 通讯作者: Satoshi Komada

Load Side Angle Control Using HPF with Backlash Model for Torsional Torque Estimation of Electromagnetic Motor with Reduction Gear with Drive and Load Side Encoders

使用带有齿隙模型的 HPF 进行负载侧角度控制，用于估计带有驱动侧和负载侧编码器的减速齿轮的电磁电机的扭矩

• 发表时间: 2023
• 作者: Yuto Ikeda;Daisuke Yashiro;Kazuhiro Yubai and Satoshi Komada
• 通讯作者: Kazuhiro Yubai and Satoshi Komada

Design of a Torsion Torque Estimator that Includes a Backlash Model for a Load-Side Angle Control System that Consists of a Motor, a Reduction Gear, a Spring, and Motor/Load-Side Encoders

扭矩估计器的设计，包括负载侧角度控制系统的齿隙模型，该系统由电机、减速齿轮、弹簧和电机/负载侧编码器组成

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuto Ikeda;Daisuke Yashiro;Kazuhiro Yubai;Satoshi Komada
• 通讯作者: Satoshi Komada