119 散逸的非ホロノミック劣駆動系の制御
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概要
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Multi-link systems with free joints are known to be second-order nonholonomic and underactuated mechanisms which can steer more joints by less actuators. Most of previous researches on free-joint manipulators were based on an assumption of free joints without friction. The behaviors of frictionless free-joint manipulators in response to periodic actuation were shown to be conservative. While, those with friction become dissipative. In this paper, various models of friction at free joints are considered and show dissipative behaviors through the averaging analysis and simulations. Control methods based on frictionless systems are applied to the systems with friction and a control method using dissipative behaviors is also proposed. Their effectiveness are verified through simulations and experiments. Then, 3R free-joint manipulators with 1 actuated and 2 free joints with friction are also considered and their nonlinear behaviors in response to periodic inputs are analyzed. The behaviors for smaller input-amplitude are dissipative and converge to an equilibrium point and the behaviors shift to chaotic for larger amplitude. Such behaviors can be shown by an energy-like quantity. A control method to converge to the equilibrium point is proposed using the dissipative behaviors for smaller input-amplitude. The method is constructed by feedback amplitude-modulation of the energy-like quantity. Utilization of the behaviors with larger amplitude is remained as future works. Since free-joint systems can be considered as a model of flexible systems without elasticity, this work has another meaning of providing a control principle of much flexible systems.
- 社団法人日本機械学会の論文
- 2000-09-01
著者
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