著者

Napoleon Nazir 中浦 茂樹 三平 満司

出版者

The Robotics Society of Japan

雑誌

日本ロボット学会誌 (ISSN:02891824)

巻号頁・発行日

vol.22, no.5, pp.656-665, 2004-07-15 (Released:2010-08-25)

参考文献数

25

被引用文献数

8 11

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This paper presents balance control analysis of humanoid robot based on Zero Moment Point (ZMP) feedback control. The ZMP is often used as a standard evaluation of the stability of humanoid robot. Balance control is performed by controlling ZMP position so that it is always located in convex hull of the foot-support area. To simplify the design of controller, one-mass model which represents lower body part of the humanoid robot model has been commonly applied. However, the one-mass model causes the system becomes non-minimum phase, so that performance limitation is occurred. These disadvantages are attributed to the Waterbed effect in frequency domain and unavoidable undershoot in time domain. Therefore, this paper proposes the ZMP feedback control based on two-mass model, representing lower and upper body part of the humanoid robot. The proposed model results in minimum phase system. Finally, a design of controller based on the proposed model using Linear Quadratic Optimal Control by evaluating output of the system is described and confirmed using simulation.

著者

星 義克 三平 満司 古賀 雅伸

出版者

The Robotics Society of Japan

雑誌

日本ロボット学会誌 (ISSN:02891824)

巻号頁・発行日

vol.18, no.8, pp.1133-1140, 2000-11-15 (Released:2010-08-25)

参考文献数

13

被引用文献数

5 4

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In this paper, we discuss an autonomous locomotion control of a snake-like robot which is modeled by some links with passive wheels. When the robot locomotes windingly, it should always keep the high locomotable shape, because its locomotability depends on its own shape. Then, we utilized a notion of manipulability to evaluate the locomotability, and proposed a controller to make it autonomously locomote in a desired direction without decreasing the manipulability. In this method, the robot spontaneously generates its gait, so we don't need to design any gaits. Moreover, by some simulations, it was proved that the method realizes the autonomous locomotion without taking singular postures.

著者

梶田 秀司 金子 健二 阪口 健 三平 満司 伊吹 竜也

出版者

国立研究開発法人産業技術総合研究所

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2020-04-01

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人間型ロボットがさまざまなドアを人と同程度の速度と信頼性を持って通過するための制御理論を研究しこれを実現する。ドア通過では、ロボットが手先や体の一部を環境に接触させ、力を及ぼしつつ歩行を継続しなくてはならない。これは従来の歩行制御理論では困難な課題であった。本研究では、提案者らが近年考案した「空間量子化ダイナミクス」と呼ぶ新しいモデル化手法、および近年注目をあびるリーマン計量に基づいた軌道生成・制御技術を融合することによりこの問題をスマートに解決する。さらに研究の過程で得られた知見を一般化することにより、ヒューマノイド以外の一般的なロボットで利用できる形への理論の拡張と整備を行う。

著者

石川 将人 三平 満司

出版者

一般社団法人 システム制御情報学会

雑誌

システム制御情報学会論文誌 (ISSN:13425668)

巻号頁・発行日

vol.13, no.3, pp.124-133, 2000-03-15 (Released:2011-10-13)

参考文献数

19

被引用文献数

2 1

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In this paper, we propose an optical measurement system for a nonholonomic wheeled robot, and develop a state estimation method and a measurement-output feedback controller. Since the kinematic model of such a wheeled mobile robot is expressed as a driftless nonlinear state equation, there arises a difficulty in observer design that the observability depends on control inputs. This matter is settled by transforming the time-scale of the state equation to a new one, which represents the trajectory of the mobile robot. Then we construct a nonlinear observer which achieves local exponential estimation-error convergence and allows us to specify its rate, where the design method is based on “the extended Luenberger observer (Zeitz)”. Finally, we apply a control strategy for a class of driftless systems based on “time-state control form (Sampei et al.)” to the position control problem by combining it with the observer to form an output feedback controller. Some results of numerical simulations are also presented.

著者

三平 満司

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測と制御 (ISSN:04534662)

巻号頁・発行日

vol.36, no.6, pp.396-403, 1997-06-10 (Released:2009-11-26)

参考文献数

18

被引用文献数

8

著者

川井田 康礼 中浦 茂樹 大畠 龍介 三平 満司

出版者

一般社団法人 日本機械学会

雑誌

「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集 2003.8 (ISSN:24243000)

巻号頁・発行日

pp.540-545, 2003-10-30 (Released:2017-06-19)

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Devil stick is a kind of juggling as to control a floating stick (the center stick) by hitting or pushing with other sticks (the hand sticks). Various stick motions are performed by jugglers and some of them are studied as control problem. The purpose of this paper is to rotate the center stick by only pushing with one hand stick. In other word, control objective is to maintain the position and the angular velocity of the center stick. The control strategy in this paper is as follows. To begin with, some states are controlled by output zeroing control. The output function is derived from observing the motion of good jugglers. But there are two problems in this strategy. First, since the attitude angle of the center stick is in unobservable subspace, the angular velocity can't be controlled. Secondly, the direction of the input force isn't considered. For the first problem, by solving equations of the zero dynamics, it turns out that it is possible to stabilize the angular velocity by changing the contact point of the center stick and the hand stick. For the second one, the analytical result shows that the required force depends on the angular velocity. Some numerical simulations show the usefulness of the proposed strategy.

著者

大作 覚 三平 満司 清水 悦郎 富田 晃市

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測と制御 (ISSN:04534662)

巻号頁・発行日

vol.39, no.2, pp.126-129, 2000-02-10 (Released:2009-11-26)

参考文献数

9

被引用文献数

3

著者

木村 駿介 中村 文一 伊吹 竜也 三平 満司

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測自動制御学会論文集 (ISSN:04534654)

巻号頁・発行日

vol.53, no.6, pp.337-345, 2017 (Released:2017-06-15)

参考文献数

17

被引用文献数

1

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Coordinates transformation is a fundamental tool for nonlinear system control. Particularly, the transformation is also applied to state constrained problems. This paper investigates a coordinates and input transformation method, and proposes a new transformation method named “system revival transformation.” The system revival transformation generates a virtual system having the same state equation as an original system. By the proposed transformation, a controller for state constrained systems can be designed by using a controller for unconstrained systems. For general nonlinear systems, the paper provides a mathematical definition of the system revival transformation and proves global asymptotic stability. Moreover, a system revival transformation design method is also presented for control affine nonlinear systems. The effectiveness of the system revival transformation is confirmed through a stabilization problem of a two-wheeled mobile robot.

著者

三平 満司 伊藤 毅

出版者

一般社団法人 システム制御情報学会

雑誌

システム制御情報学会論文誌 (ISSN:13425668)

巻号頁・発行日

vol.6, no.1, pp.37-47, 1993-01-15

被引用文献数

15 3

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移動車両のダイナミクスはnon-holonimicな拘束を持つ運動方程式で表わされるため, 一般のロボットのように容易に制御系を構築することができない.ここでは非線形制御理論を用いて車両の軌道を制御する方法を提案する.具体的には非線形制御理論における厳密な線形化手法と, 時間軸変換を用いて移動車両の直線経路追従制御のためのコントローラを設計し, さらに車両が曲がり角を曲がるときや, 車両の車庫入れなどに有効な車両の移動計画について述べる.

著者

美多 勉 劉 康志 三平 満司

出版者

東京工業大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

1996

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ロバスト制御理論の中核としてH_∞制御があるが、実際問題に応用する場合、問題が非標準となり、標準的な解法を適用できないことがしばしばある。すなわちa.サーボ系を構成するため不安定重みを選んだり、推定問題において制御対象が不安定なとき、(A,B_3)が可安定、(A.C_2)が可検出性という標準仮定が満たされない。b.入出力のアンバランスで、D_<12>が列フルランク、および、D_<21>が行フルランクであるという標準仮定が満たされない。c.制御対象が虚軸上に極や零点をもつ特殊な問題では、G_<12>(s)やG_<21>(s)が虚軸上に零点を持たないという標準仮定が満たされない。本研究ではこれらの問題のうち、重要なものに解を与え、その結果を使い、d.外乱オブザ-バを中心とした制御則に期待できるロバスト性の理論的解明、e.外乱零化と言う共通の究極的目的を持った、スライディングモード制御、非干渉制御、H_∞制御のロバスト性の比較と融合、を行うと共にf.炭鉱のトロッコの位置決め制御、電力系統のH_∞制御に得られた結果を適用し効果を確かめた。その結果、応用も含めて数々の成果が得られ、産業応用のためのH_∞制御、H_2制御の適用指針が得られた。

著者

廣瀬 茂男 古田 勝久 原 辰次 美多 勉 小林 彬 三平 満司 小野 京右 廣瀬 茂男 長松 昭男

出版者

東京工業大学

雑誌

COE形成基礎研究費

巻号頁・発行日

1997

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本年度は本研究の最終年度であるため,これまでの研究成果を集大成してロボットの実機を開発・製作し,11月に行われたロボフェスタの会場で広く一般に公開した.この公開は単なる展示ではなく,それぞれのロボットの実演を行いながら解説をした.実演したロボットは以下の通りである.また同時に国際シンポジウムを開催し,国内外の招待講演者を交えてスーパーメカノシステムについての活発な討論を行った.発表件数は基調講演5件,口頭発表27件,ポスター発表80件であった.完全自立型索状能動体ACM-R1 省自由度壁面4足歩行ロボットHyperion空気圧駆動型ヘビ型ロボットSlim SIime Robot 脚車輪型移動ロボットRoller Walker空圧駆動ヘビ型推進巻付ロボットPneumnake 作業型2足歩行ロボット自励ヘビロボット Twin-Frame型作業移動ロボットPara Walker-II完全自立3次元型索状能動体ACM-R3 全身型作業を行う4脚ロボット立体運動ヘビ型ロボットスーパーメカノアナコンダ 地雷撤去用4足歩行ロボットTITAN-IX3次元ヘビ型ロボット サンプルリターンロボット連結型多車輪移動ロボット玄武2号機 群型ロボット衛星連結型多車輪移動ロボット玄武3号機 親子型惑星探査ロボットSMC-Rover(Uni-Rover)瓦礫内探査ヘビロボット蒼龍1号機 3輪ローバーTri-Star II水中ヘビロボットHELIX スーパーメカノコロニー(SMC)実験システムイルカロボット トランポリンロボット超多関節自重補償型アームFloat Arm COEアクロバット・ロボットスーパーメカノボーイ受動2足歩行ロボット 鉄棒ロボットAcrobot自励歩行ロボット 二足歩行型階段昇降ロボットZero Walkerワイヤ駆動型走行ロボットRunbot 脚車輪型階段昇降車両Zero Carrier多自由度跳躍ロボット ワイヤー連結作業ロボットHyper-Tether1脚走行ロボットKENKEN 作業型クローラロボットHELIOS-IV恐竜型二足歩行ロボットTITRUS-III 自己変形ロボットハイハイロボット 全方向車両The Vutonヘビ型ロボットでは自励振動を利用して小さなエネルギーで推進力を得る制御方法を確立した.また,3次元動作を行う実験機を開発し,頭部を持ち上げる動作,鉛直面内の波を伝搬させる推進方法,捻転による転がり動作を実現した.さらに防水型の実験機により,水中で螺旋型体型をとり捻転することで推進する動作を実現した.また,イルカロボットでは宙返り方向転換を実現した.歩行ロボット関係では,自励運動を使った省エネルギー歩行制御,ホッピング,前転と起きあがり運動,恐竜型の2足高速歩行,ハイハイ型歩行などを実現した.また,自在変形を行うロボットでは,4角形や5角形の体型を作って移動する制御法を確立した.群ロボット関係では,親子型のローバーを開発し,多数の子機による親機の移動,探索動作,2台の子機による物資搬送などを実現し,スーパーメカノコロニーの基本的制御方法を確立した.ダイナミクスを応用したロボットでは,トランポリン運動,前方へのジャンプ,前転と起きあがり,鉄棒への飛び付き,大車輪,宙返り降りなどを実現した.