トルク飽和を考慮したマニピュレータの目標経路追従制御

荒井　裕彦，　舘　すすむ

日本ロボット学会誌，Vol.9，No.6，pp.727-734, 1991.

［和文要旨］

動力学及びトルク制限を考慮して計画されたマニピュレータの最短時間軌道においては，常に１つの関節トルクが飽和した状態にある．このような軌道を実行する際に従来のフィードバック制御手法を用いると，トルク飽和のために外乱の抑制が困難で，マニピュレータは指定された空間経路からずれる恐れがある．本報ではこのように関節トルクが飽和した状態でも目標経路の追従が可能なフィードバック制御手法を提案する．目標経路に基づいて経路座標系という一種の作業座標系を空間内に設定し，マニピュレータの運動方程式を経路座標を用いて記述する．経路座標は経路方向の成分と経路に直交する成分から構成され，後者を優先的に制御することにより，マニピュレータの運動を経路上に拘束する．２自由度マニピュレータについてのシミュレーションにより，本手法の有効性を示す．

Path Tracking Control of a Manipulator Considering Torque Saturation

Hirohiko Arai and Susumu Tachi

Journal of the Robotics Society of Japan，Vol.9，No.6，pp.727-734, 1991.

[Abstract]

When the minimum-time trajectory of a manipulator along a geometric path is planned considering the manipulator dynamics and actuator torque limits, at least one of the joints is at the torque limit. In this paper, we propose a feedback control method for path tracking which takes the torque saturation into account. The equations of motion are described in terms of the path coordinates. Control of the coordinates normal to the path is given priority in order to keep the motion of the manipulator on the path. The simulations of a two-degree-of-freedom manipulator show the effectiveness of this method.

[Keywords]

Manipulator, Torque Limit, Minimum-time Trajectory, Path Tracking, Path Coordinate