Research Paper 可変力学拘束を持つ周期運動系としての次世代歩行制御理論の基盤構築

浅野, 文彦

脚式ロボットのリミットサイクルを規範とした歩行運動の解析法に関して、主に以下の理論的研究成果を得た。運動の線形近似と力学的エネルギーの2次近似を用いることで、衝突姿勢拘束を達成するリミットサイクル型動歩行における状態誤差遷移関数の完全解析解の導出法を考案した。また、この解に基づく動的歩容の安定性と収束性の解析理論を構築し、数値積分を行うことなく生成される歩行運動のハイブリッド・ゼロダイナミクスの振舞いを瞬時に知ることを可能した。更に理論に基づく歩行解析を通して、システムパラメータに伴う収束特性の変化傾向や立脚相と衝突相の安定性の関係などを明らかにした。 : We achieved the following results through theoretical investigations of motion analysis method for limit cycle walking of legged locomotion robots. We devised a method for deriving fully-analytical solutions of the state error in limit cycle walking that achieves constraint on impact posture by using linearization of motion and quadratic approximation of mechanical energy. We then developed an analysis method for the stability and convergence property in limit cycle walking, and the result obtained made it possible to determine the behavior of hybrid zero dynamics in no time without conducting numerical simulations. Furthermore, we clarified the change tendency of convergence property with system parameters and the relationship between the stabilities of the stance and collision phases through gait analysis based on the proposed method.
研究分野:ロボティクス, 制御工学

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