JP5034235B2 - 制御システム及び制御方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
前記多リンク構造物に関する系全体の運動量と制御入力との関係を記述する状態方程式を設定する状態方程式設定手段と、
現在時刻から将来時刻に至る制御目標値を設定する予測制御目標値設定手段と、
該制御目標値に基づく運動量の目標値と現実の運動量との差分に基づいて前記多リンク構造物の安定性を評価する安定性評価関数を設定する安定性評価関数設定手段と、
前記状態方程式で構成される拘束条件下で、前記安定性評価関数の極小値を与える最適制御入力を決定する最適制御入力決定手段と、
該最適制御入力が発生する最適運動量を算出する最適運動量算出手段と、
該最適運動量を実現するための前記多リンク構造物の関節駆動方法を決定する関節駆動方法決定手段と、
を具備することを特徴とする制御システムである。
前記多リンク構造物に関する系全体の運動量と制御入力との関係を記述する状態方程式を設定する状態方程式設定手順と、
現在時刻から将来時刻に至る制御目標値を設定する予測制御目標値設定手順と、
該制御目標値に基づく運動量の目標値と現実の運動量との差分に基づいて前記多リンク構造物の安定性を評価する安定性評価関数を設定する安定性評価関数設定手順と、
前記状態方程式で構成される拘束条件下で、前記安定性評価関数の極小値を与える最適制御入力を決定する最適制御入力決定手順と、
該最適制御入力が発生する最適運動量を算出する最適運動量算出手順と、
該最適運動量を実現するための前記多リンク構造物の関節駆動方法を決定する関節駆動方法決定手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
11…運動量目標値時系列設定部
12…作用点目標値時系列設定部
13…状態方程式設定部
14…評価関数設定部
15…随伴状態ベクトル算出部
16…制御入力算出部
17…運動量算出部
20…運動拘束解決部
Claims (16)
- 複数の剛体が連なって構成される多リンク構造物の制御システムであって、
前記多リンク構造物に関する系全体の運動量と制御入力との関係を記述する状態方程式を設定する状態方程式設定手段と、
現在時刻から将来時刻に至る制御目標値を設定する予測制御目標値設定手段と、
現在時刻から前記将来時刻に至るまでの間に現実の運動量が前記制御目標値に基づく運動量の目標値にどの程度追従したかを示す、前記多リンク構造物の安定性を評価する安定性評価関数を設定する安定性評価関数設定手段と、
前記状態方程式で構成される拘束条件下で、前記安定性評価関数の極小値を与える最適制御入力を決定する最適制御入力決定手段と、
前記最適制御入力が発生する最適運動量を算出する最適運動量算出手段と、
該最適運動量を実現するための前記多リンク構造物の関節駆動方法を決定する関節駆動方法決定手段と、
を具備することを特徴とする制御システム。 - 前記予測制御目標値設定手段は、制御目標値として前記多リンク構造物の外力の作用点に関する情報を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記予測制御目標値設定手段は、制御目標値として前記多リンク構造物に加わる外力又は外モーメントに関する情報を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記予測制御目標値設定手段は、制御目標値として前記多リンク構造体の重心、重心速度、あるいは運動量に関する情報を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記予測制御目標値設定手段は、制御目標値として前記多リンク構造体の角運動量に関する情報を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記安定性評価関数設定手段並びに前記最適運動量算出手段は、運動量として前記多リンク構造体の並進運動量、重心又はその他の所定の点回りの角運動量を扱う、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 制御入力として、前記多リンク構造体に作用する力又はモーメントを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 制御入力として、前記多リンク構造体全体に作用する力の作用点を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記安定性評価関数設定手段は、前記将来時刻における現実の運動量と制御目標値に基づく運動量の目標値との偏差、現在時刻から前記将来時刻全体にわたる現実の運動量と制御目標値に基づく運動量の目標値との偏差の合計、及び、現在時刻から前記将来時刻全体にわたり前記多リンク構造物に作用する外力の合計を含む安定性評価関数を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記安定性評価関数設定手段は、制御入力を含む安定性評価関数を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 制御入力に関する不等式拘束条件を設定する不等式拘束条件設定手段をさらに備え、
前記最適運動量算出手段は、該不等式拘束条件の下で最適運動量を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記関節駆動方法決定手段は、運動量若しくは重心に関する操作空間慣性逆行列を用いて関節駆動方法を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記関節駆動方法決定手段は、運動量若しくは重心に関するヤコビアンを用いて関節駆動方法を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 前記関節駆動方法決定手段は、運動量以外の拘束条件をさらに設定し、運動量に関する拘束とそれ以外の運動拘束が同時に成立するように、関節駆動方法を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御システム。 - 複数の剛体が連なって構成される多リンク構造物の制御方法であって、
前記多リンク構造物に関する系全体の運動量と制御入力との関係を記述する状態方程式を設定する状態方程式設定ステップと、
現在時刻から将来時刻に至る制御目標値を設定する予測制御目標値設定ステップと、
現在時刻から前記将来時刻に至るまでの間に現実の運動量が前記制御目標値に基づく運動量の目標値にどの程度追従したかを示す、多リンク構造物の安定性を評価する安定性評価関数を設定する安定性評価関数設定ステップと、
前記状態方程式で構成される拘束条件下で、前記安定性評価関数の極小値を与える最適制御入力を決定する最適制御入力決定ステップと、
該最適制御入力が発生する最適運動量を算出する最適運動量算出ステップと、
該最適運動量を実現するための前記多リンク構造物の関節駆動方法を決定する関節駆動方法決定ステップと、
を具備することを特徴とする制御方法。 - 複数の剛体が連なって構成される多リンク構造物の制御に関する処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータ・システムに対し、
前記多リンク構造物に関する系全体の運動量と制御入力との関係を記述する状態方程式を設定する状態方程式設定手順と、
現在時刻から将来時刻に至る制御目標値を設定する予測制御目標値設定手順と、
現在時刻から前記将来時刻に至るまでの間に現実の運動量が前記制御目標値に基づく運動量の目標値にどの程度追従したかを示す、多リンク構造物の安定性を評価する安定性評価関数を設定する安定性評価関数設定手順と、
前記状態方程式で構成される拘束条件下で、前記安定性評価関数の極小値を与える最適制御入力を決定する最適制御入力決定手順と、
該最適制御入力が発生する最適運動量を算出する最適運動量算出手順と、
該最適運動量を実現するための前記多リンク構造物の関節駆動方法を決定する関節駆動方法決定手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
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