波動歯車の角度伝達誤差に起因する共振振動の可変ノッチフィルタによる制振制御

摘要

産業用ロボットには適用対象に応じて多種多様な作業が要求きれ，アーム先端の高精度軌跡追従性能が制御仕様?要求の一指標である場合も多い．産業用ロボットの多くは，アーム駆動モータ軸の角度センサ情報のみで先端を制御する，セミクローズドループ制御の構成を採用している．そのため，アーム先端の軌跡制御性能向上を目的に，モータ?減速機?アーム負荷から成る2慣性線形モデルに基づき，各種オブザーバを併用した状態フィードバック（FB）制御や，モデルベースフィードフォワード（FF）制御など，様々なアプローチが提案されてきた．%This paper presents a vibration control using a variable notch filter to suppress mechanical vibrations due to angular transmission errors (ATEs) in harmonic drive gearings (HDGs). Mechanisms including HDGs excite resonant vibrations due to ATEs, especially in the condition that the frequency of synchronous components of ATE correspond to the ones of critical mechanical resonant vibration. In the proposed approach, therefore, a variable notch filter with free parameters of frequency and damping is designed to suppress the resonant vibrations during transient response, considering the sensitivity characteristics of the feedback system. The proposed control has been verified by numerical simulations and experiments for a uni-link robot arm.