摘要
吊り下げ式重力軽減システムの受動バッファによる駆動不足問題に対処するため、空気圧人工筋肉（Pneumatic Artificial Muscle、PAM）に基づく能動バッファ制御方法を提案した。まず、地上の微小・低重力シミュレーションに用いられる吊り下げ式重力軽減システムを分析し、PAMの高度な非線形特性を克服するためにブロック構造に基づく非線形ニューラルネットワークモデリング手法を提案した。次に、ロープと宇宙機の相互作用過程における柔軟性による力の摂動を分析し、最後に非線形モデル予測追従制御を採用した。従来のPID制御方法と比較して、本手法はパラメータ調整が簡単で、リアルタイム追従性能が良好であり、軽減システムの目標慣性パラメータの摂動に対して制御性能の不変性を有する等の利点がある。実験結果は、異なる摂動状況下で追従力誤差が3％以内に抑えられることを示しており、PAMを用いた能動バッファの実現可能性を実証し、提案制御方法が柔軟性不確かさ下でも力追従制御を実現可能であることを示した。
关键词
吊り下げ式重力軽減システム;空気圧人工筋肉;能動バッファ;非線形モデル予測追従制御
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