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J-GLOBAL ID：201802248804847299   整理番号：18A1298594

新しい二値制御可変剛性アクチュエータ(BCVSA)のモデリング,制御および数値シミュレーション【JST・京大機械翻訳】

Modeling, Control, and Numerical Simulations of a Novel Binary-Controlled Variable Stiffness Actuator (BcVSA)

著者 (5件)： Hussain Irfan (Khalifa University Center for Autonomous Robotic Systems (KUCARS), Khalifa University of Science and Technology) ,  Albalasie Ahmad (Department of Mechanical and Mechatronics Engineering, Birzeit University) ,  Awad Mohammad I. (Khalifa University Center for Autonomous Robotic Systems (KUCARS), Khalifa University of Science and Technology) ,  Seneviratne Lakmal (Khalifa University Center for Autonomous Robotic Systems (KUCARS), Khalifa University of Science and Technology) ,  Gan Dongming (Khalifa University Center for Autonomous Robotic Systems (KUCARS), Khalifa University of Science and Technology)
資料名： Frontiers in Robotics and AI (Web)  (Frontiers in Robotics and AI (Web))
巻： 5  ページ： 68  発行年： 2018年 
JST資料番号： U7099A  ISSN： 2296-9144  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究は,安全な人間-ロボット相互作用のための新しい柔軟なロボットアクチュエータを実現することを目的とした。本論文では,新しい柔軟なロボットマニピュレータの開発のために使用することを目的とした新しい二値制御可変剛性アクチュエータ(BcVSA)のモデリング,制御,および数値シミュレーションを提示した。BcVSAは,直列並列弾性要素の可変動員を伴うアクティブ回転継手の概念証明である。著者らは,モータ,3つのインラインクラッチ,および3つのねじりばねから成る剛性変化機構に基づく基本設計原理を簡潔に再現した。それは,荷重軸に接続した剛性値(K_0,2K_0,4K_0)と,比(それぞれ4:1,4:1)を有する2つの遊星太陽歯車列を通したモーター軸である。著者らは,著者らのBcVSAの設計概念,剛性および動的モデリング,および制御を提示した。このアクチュエータを制御するために3種類の多重モデル予測制御(MPC)を実装した。この制御装置を選択する主な動機は,複数のMPCの動作原理と著者らのアクチュエータの多重状態空間表現(剛性レベル)が類似の興味を共有するという事実にある。特に,多重MPC,多重Explicit MPC,および近似多重Explicit MPCを実装した。数値シミュレーションを行い,著者らのアクチュエータのプロトタイプに関する将来の実験に対するそれらの有効性を評価した。シミュレーション結果は,多重MPCと多重Explicit MPCがロバスト性の観点から類似の結果を持つことを示した。一方,近似多重Explicit MPCのロバスト性能は,他の制御装置と比較して良好ではないが,オフラインフレームワークでは動作し,一方,準最適結果を計算する能力を持っている。また,MPCベースの制御装置と計算トルク制御(CTC)および線形二次調整器(LQR)との比較も行った。将来,著者らのアクチュエータのハードウェアプロトタイプに関する提示したアプローチをテストすることを計画している。Copyright 2018 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 弾性 ,  安全性 ,  *シミュレーション ,  *剛性 ,  *モデリング ,  近似法 ,  多重化 ,  ロボット ,  電動機 ,  相互作用 ,  ロバスト性 ,  *アクチュエータ ,  プロトタイプ
準シソーラス用語： *数値シミュレーション ,  *可変剛性 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： 可変剛性アクチュエータ ,  MPC ,  多重MPC ,  安全性 ,  人間-ロボット相互作用 ,  アクチュエータ制御

分類 (2件)： ロボットの設計・製造・構造要素  (IC04013A) ,  システム設計・解析  (IA02030D)

タイトルに関連する用語 (5件)： 二値 ,  可変剛性 ,  アクチュエータ ,  モデリング ,  数値シミュレーション