ロボットの周期運動と⾮周期運動の精密／安全な制御と診断

周期運動と⾮周期運動を診断・制御するアルゴリズム
 
周期／⾮周期運動を、より⾼精度、より安全に、制御・診断する

産業⽤ロボットや⾃動機械の多くは⼤量⽣産のため繰り返し作業（周期運動）を実施します。さらにそこには、故障・摩耗・⼈間との接触などに起因する異常（⾮周期運動）も潜んでいます。これら、周期運動と⾮周期運動を対象とした機械システムの⾼精度化・安全化・異常検知を実現する制御・診断アルゴリズムの研究開発を⾏っています。
 
機械システムの制御・診断

 
USE CASE 01 ⾃動機械

APPLICATION　周期外乱の推定・補償よる精密位置決め
繰り返し作業する⾃動機械の位置決め精度を悪化させる周期外乱（振動）の問題へ、周期外乱を推定・補償する制御アルゴリズムによりこれを解決します。
 
USE CASE 02 協働ロボット
周期運動の精密制御と⾮周期運動の安全制御
繰り返し作業（周期運動）へ精密な位置制御を、⼈間との突発的な接触（⾮周期運動）へ安全な⼒制御を実現することで、協働ロボットへ精密かつ安全な運動を実現します。
 
USE CASE 03 診断・検査
⼤量⽣産された製品の押し込み検査や繰り返し運転する機械から計測される⼒より、正常な周期⼒と異常な⾮周期⼒を分離することで、異常品や
異常運転をリアルタイム検出します。
 
 
周期／⾮周期問題を解決する実時間アルゴリズム
STRENGTHS 01 周期／⾮周期の⽬線
運動に潜む周期現象と⾮周期現象を捉える問題発⾒と、周期／⾮周期の性質を活⽤したアルゴリズム開発による、ユニークな周期／⾮周期の問題解決を提供します。
 
STRENGTHS 02 アルゴリズム開発
可能な限り既存の機構や運転環境（ハードウェア）を保存しつつ、機械システムの運動を取り巻く問題はアルゴリズム（ソフトウェア）によって解決します。

 
STRENGTHS 03 リアルタイム性
リアルタイムな制御・診断が、機械システムを取り巻くその瞬間の問題へ、その瞬間に対応します。

 
周期／⾮周期分離技術
TECHNOLOGY 01 周期／⾮周期分離フィルタ
運動に潜在する周期運動と⾮周期運動を制御・診断するには、まず、位置・速度・加速度・⼒といった運動に関する信号を周期信号と⾮周期信号へ分離しなければなりません。この分離の要となるのは、村松がこれまでの研究で独⾃に発明した「周期／⾮周期分離フィルタ」です。この分離フィルタを⽤いることにより、あらゆる周期運動と⾮周期運動の制御・診断が実現されます。

 
機械システムの周期／⾮周期問題を解決します
共同研究仮説01 既存の機械システムを対象とした共同研究
今、利⽤している機械を⾼度化しましょう

 
共同研究仮説02 新たな機械システムを開発する共同研究
これから、活⽤したい機械システムを開発しましょう
産業⽤機械やロボットのハードウェアから共に開発していきましょう。そして、開発したハードウェアへ制御・診断のアルゴリズムを実装します。
 
備考（関連論文）

H. Muramatsu and S. Katsura, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2018.
H. Muramatsu and S. Katsura, IEEJ Journal of Industry Applications, 2019.
H. Muramatsu and S. Katsura, Automatica, 2019.
H. Muramatsu and S. Katsura, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2020.

 
研究者
村松　久圭　（MURAMATSU HISAYOSHI）
広島大学
大学院先進理工系科学研究科
准教授