2リンクアームにおける逆運動学を利用しない手先位置制御－関節角仮想目標軌道とベル型速度プロファイル

摘要

本稿では，作業座標（直交座標）系での位置決め制御を実現しながら逆運動学および逆ヤコビ行列を用いない簡潔な制御が可能であることを明らかにする．特異姿勢が現れる最小自由度機構である2リンクアームを例にとり，作業座標に関する積分制御と関節角に関する比例微分制御との組み合わせにより，特異姿勢を含めた先端位置決め制御が可能であることをシミュレーションと実験から明らかにする．また，本制御手法を用いることによって，ロボット指令として速度目標を与えなくても前記したベル型の速度軌道が発現することを示す．さらに，提案制御則は比例微分先行型PID制御に類似した外形を備えており，積分コントローラにより仮想的に関節角目標軌道を生成しているものと捉えることができる．これらの点に関して5章で議論を進める．