二関節ロボットアームシステムの制御設計における蜂アルゴリズムベースのアプローチ

本論文は、従来の比例積分微分（PID）制御器の２つの高度なバージョン、すなわち比例積分マイナス比例微分（PI-PD）制御器および非線形比例微分（NPD）制御器を比較研究し、二関節ロボットアームシステムの二つの角度の位置制御と荷重擾乱の影響除去を目的とする。二関節ロボットアームシステムの動力学方程式はラグランジュ法に基づいて導出した。各制御器の調整可能係数の最適値を決定するために、調整プロセスを最適化問題に変換した。次に、蜂アルゴリズム（BA）最適化技術を用いて、各制御器の調整可能係数の最適値を探索した。MATLABを用いたコンピュータシミュレーション結果は、通常動作条件下でNPD-BA制御器がPI-PD-BA制御器を上回る性能を示すことを明らかにした。さらに、荷重擾乱が加わった場合においてもNPD-BAは著しい性能向上を示した。