宇宙ロボットの外乱補償制御
荒井 裕彦， 谷江 和雄， 舘 すすむ
日本ロボット学会誌，Vol.10，No.4，pp.481-489, 1992.
［和文要旨］
作業用マニピュレータを備えたフリーフライング型の宇宙ロボットにおいては，マニピュレータの反力によって本体に運動が生ずるため，台座が固定された地上マニピュレータとは異なる制御手法が必要となる．本論文では加速度情報と入力トルク情報をもとに公称動力学モデルに対して加わる外乱を推定・補償する外乱補償制御法を宇宙マニピュレータに適用する．衛星本体の質量がマニピュレータと比べて非常に大きいことに着目し，台座を固定したマニピュレータを公称モデルとする．作業座標系における手先加速度と入力トルクからマニピュレータ反力による姿勢変動の影響を推定し，補償する．本手法を用いれば制御の計算量は地上マニピュレータと同程度に軽減され，モデル誤差の影響も小さく抑えられる．また本手法はロボットが複数のマニピュレータを有する場合や，本体の姿勢制御を行う場合にも適用できる．２次元モデルに関するシミュレーションにより提案した手法の有効性を示した．
Disturbance-Compensation Control of a Space Robot
Hirohiko Arai, Kazuo Tanie and Susumu Tachi
Journal of the Robotics Society of Japan，Vol.10，No.4，pp.481-489, 1992.
[Abstract]
Disturbance-compensation control of a free-flying space robot is considered in this paper. In the method proposed here, disturbances imposed on a nominal dynamic model are estimated and compensated by utilizing a combination of joint torque input and acceleration signals. The dynamics of the equivalent manipulator with a fixed base is treated as the nominal model, noting that the mass of the base satellite is usually much larger than that of the manipulator. The attitude of the base satellite changes because of the reaction force generated by the manipulator. However, the influence of the change is estimated and compensated as a disturbance based on a combination of the joint torque and the acceleration of the end-effector in the operational coordinate frame. Computation of the proposed control method is as simple as the control of a manipulator with a fixed base. The proposed method is robust against unknown disturbances and modeling errors. This method can also be extended to the case of a space robot with multiple manipulators and attitude control of the base satellite. The effectiveness of the method is demonstrated by computer simulations.
[Keywords]
Free-Flying Space Robot, Disturbance Estimation, Disturbance Compensation