(57)【要約】【課題】  初期状態量が不確定であっても指定時刻に指定状態量に確実に到達し、その過程の軌道も任意の基準波形によって指定して状態量指令軌道を生成できるようにする。【解決手段】  軌道の時系列波形を決定するための基準波形関数を保有しており、指定状態量と状態量指令軌道の差分が基準波形関数の定数倍となるように状態量指令軌道を生成する。一定の制御周期ごとに、基準波形関数に現在時刻を代入した現在基準値を求め、基準波形関数に次回制御周期の時刻を代入した次回基準値を求め、センサにより測定された状態量から指定状態量を差し引いた状態量偏差を求め、次回基準値を現在基準値で除算し状態量偏差を乗算し指定状態量を加算することで状態量指令値を求める、という手順で処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定時刻に指定状態量となるような状態量指令を生成する制御装置において、
前記状態量指令の軌道を時系列波形を決定する基準波形関数を保有する基準波形関数保有部と、前記指定状態量と前記状態量指令の差分が前記基準波形関数の定数倍になるように前記状態量指令を生成する状態量指令生成部と、を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記状態量指令生成部は、一定の制御周期ごとに、前記基準波形関数に現在時刻を代入した現在基準値を求め、前記基準波形関数に次回制御周期の時刻を代入した次回基準値を求め、前回の状態量指令から前記指定状態量を差し引いた状態量偏差を求め、前記次回基準値を前記現在基準値で除算し前記状態量偏差を乗算し前記指定状態量を加算することで状態量指令を求めることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記状態量指令生成部は、一定の制御周期ごとに、前記基準波形関数に現在時刻を代入した現在基準値を求め、前記基準波形関数に次回制御周期の時刻を代入した次回基準値を求め、センサにより測定された状態量から前記指定状態量を差し引いた状態量偏差を求め、前記次回基準値を前記現在基準値で除算し前記状態量偏差を乗算し前記指定状態量を加算して状態量指令を求めることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項４】
前記基準波形関数は、指令時刻で零であり、かつ、指定時刻以前では常に零より大または零より小であることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項５】
前記基準波形関数は、前記指定時刻をＴとし、時間ｔの関数としてｃｏｓ（πｔ／Ｔ）＋１またはそれと等価な関数の定数倍で表されることを特徴とする請求項４記載の制御装置。
【請求項６】
前記基準波形関数は、時間ｔの多項式で表されることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項７】
前記基準波形関数は、時間ｔによって場合分けされ、場合分けの前後で連続となる複数の関数で表されることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項８】
前記基準波形関数は、少なくとも１つの三角波を少なくとも１回積分した関数で表されることを特徴とする請求項６または７記載の制御装置。
【請求項９】
前記基準波形関数は、少なくとも１つの台形波を少なくとも１回積分した関数で表されることを特徴とする請求項６または７記載の制御装置。
【請求項１０】
前記基準波形関数は、前記指定時刻に零となるようにオフセットした指数関数で表されることを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項１１】
指定時刻に指定状態量となるような状態量指令を生成する指令生成方法において、
初期状態量から前記指定状態量へ到達するまでの前記状態量指令の時系列波形を決定するための基準波形関数を保有し、前記指定状態量と前記状態量指令の差分が前記基準波形関数の定数倍となるように前記状態量指令を生成することを特徴とする指令生成方法。
【請求項１２】
前記状態量指令生成処理は、一定の制御周期ごとに、前記基準波形関数に現在時刻を代入して現在基準値を求めるステップと、前記基準波形関数に次回制御周期の時刻を代入して次回基準値を求めるステップと、前回の状態量指令から前記指定状態量を差し引いた状態量偏差を求めるステップと、前記次回基準値を前記現在基準値で除算し前記状態量偏差を乗算し前記指定状態量を加算して状態量指令値を求めるステップと、を備えることを特徴とする請求項１１記載の指令生成方法。
【請求項１３】
前記状態量指令生成処理は、一定の制御周期ごとに、前記基準波形関数に現在時刻を代入した現在基準値を求めるステップと、前記基準波形関数に次回制御周期の時刻を代入した次回基準値を求めるステップと、センサにより測定された状態量から前記指定状態量を差し引いた状態量偏差を求めるステップと、前記次回基準値を前記現在基準値で除算し前記状態量偏差を乗算し前記指定状態量を加算して状態量指令を求めるステップと、を備えることを特徴とする請求項１１記載の指令生成方法。
【請求項１４】
前記基準波形関数は、指令時刻で零であり、かつ、指定時刻以前では常に零より大または零より小であることを特徴とする請求項１１記載の指令生成方法。
【請求項１５】
前記基準波形関数は、前記指定時刻をＴとし、時間ｔの関数としてｃｏｓ（πｔ／Ｔ）＋１またはそれと等価な関数の定数倍で表されることを特徴とする請求項１４記載の指令生成方法。
【請求項１６】
前記基準波形関数は、時間ｔの多項式で表されることを特徴とする請求項１１記載の指令生成方法。
【請求項１７】
前記基準波形関数は、時間ｔによって場合分けされ、場合分けの前後で連続となる複数の関数で表されることを特徴とする請求項１１記載の指令生成方法。
【請求項１８】
前記基準波形関数は、少なくとも１つの三角波を少なくとも１回積分した関数で表されることを特徴とする請求項１６または1７記載の指令生成方法。
【請求項１９】
前記基準波形関数は、少なくとも１つの台形波を少なくとも１回積分した関数で表されることを特徴とする請求項１６または１７記載の指令生成方法。
【請求項２０】
前記基準波形関数は、前記指定時刻に零となるようにオフセットした指数関数で表されることを特徴とする請求項１１記載の指令生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指定した時刻に指定した状態量となるような状態量指令軌道を算出する制御装置とその指令生成方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
例えば二足歩行ロボットの歩容生成装置は、歩行の際、遊脚の足平を着地の瞬間までに所望の着地位置に移動しておく必要がある。このとき、遊脚足平の位置指令をステップ関数として与えてしまうと、関節部のモータに大きなトルクを生じ、最悪の場合、その反動で安定性を失ってしまう。そのため、指定時刻に指定位置となるような滑らかな位置指令軌道を生成する必要がある。しかし、遊脚は離床の直前までは軸足として安定化制御器によって胴体との相対位置が操作されており、遊脚軌道の初期位置は不確定であるため、固定の関数で軌道を与えることができない。仮に固定の関数で与えたとすれば、やはり遊脚に切り替わった瞬間に軌道が不連続となり、ステップ関数で与えたのと同じ問題が生じる。さらに、安定化制御のため、その指定位置や指定時刻は、途中で変更できることが求められる場合もある。そこで、指令にＩＩＲフィルタをかけて滑らかにする方法が考えられるが、この場合、有限時間では完全に目標位置にたどり着かず、偏差が残るというような一般的な技術課題がある。この一般的な技術課題を解決するために、従来の指定時刻到達軌道生成装置は、指定時刻での所望の着地位置に１次のＩＩＲフィルタをかけたものを指令とし、さらにフィルタの極を最初に１、指定時刻に０となるように変化させることによって、完全に目標位置に到達する滑らかな軌道を生成している（例えば、特許文献１参照）。
従来技術では、指定時刻での目標位置ｘｔｇｔが与えられたとき、次の制御周期の位置指令ｘｒｅｆを以下の式で算出する。
【０００３】
【数１】
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ただし、ｒは定数ではなく、最初に１、到達時刻に０となるように変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３２４１１５号公報（第９頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の制御装置の指令生成方法では、最終的にできあがる指令軌道の波形を考えることなくフィルタの極ｒを変化させることで滑らかな波形をつくっているので、指令軌道の波形はｒの与え方によって決まり、どのような波形になるかは試してみないとわからず、指定できないという問題があった。そのため、例えば消費電力が最小になるように振子のような軌道で遊脚を動作させたい、といった場合に対応できないという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、初期状態量が不確定であっても指定時刻に指定状態量に確実に到達し、その過程の軌道も任意の基準波形によって指定できる指令軌道生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項１に記載の発明は、指定時刻に指定状態量となるような状態量指令を生成する指定時刻到達指令生成装置において、前記状態量指令の軌道を時系列波形を決定する基準波形関数を保有する基準波形関数保有部と、前記指定状態量と前記状態量指令の差分が前記基準波形関数の定数倍になるように前記状態量指令を生成する状態量指令生成部と、を備えることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の制御装置において、前記状態量指令生成部は、一定の制御周期ごとに、前記基準波形関数に現在時刻を代入した現在基準値を求め、前記基準波形関数に次回制御周期の時刻を代入した次回基準値を求め、前回の状態量指令から前記指定状態量を差し引いた状態量偏差を求め、前記次回基準値を前記現在基準値で除算し前記状態量偏差を乗算し前記指定状態量を加算することで状態量指令を求めることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の制御装置において、前記状態量指令生成部は、一定の制御周期ごとに、前記基準波形関数に現在時刻を代入した現在基準値を求め、前記基準波形関数に次回制御周期の時刻を代入した次回基準値を求め、センサにより測定された状態量から前記指定状態量を差し引いた状態量偏差を求め、前記次回基準値を前記現在基準値で除算し前記状態量偏差を乗算し前記指定状態量を加算して状態量指令を求めることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の制御装置において、前記基準波形関数は、指令時刻で零であり、かつ、指定時刻以前では常に零より大または零より小であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の制御装置において、前記基準波形関数は、前記指定時刻をＴとし、時間ｔの関数としてｃｏｓ（πｔ／Ｔ）＋１またはそれと等価な関数の定数倍で表されることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項１記載の制御装置において、前記基準波形関数は、時間ｔの多項式で表されることを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項１記載の制御装置において、前記基準波形関数は、時間ｔによって場合分けされ、場合分けの前後で連続となる複数の関数で表されることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７記載の制御装置において、前記基準波形関数は、少なくとも１つの三角波を少なくとも１回積分した関数で表されることを特徴とするものである。
請求項９に記載の発明は、請求項６または７記載の制御装置において、前記基準波形関数は、少なくとも１つの台形波を少なくとも１回積分した関数で表されることを特徴とするものである。
請求項１０に記載の発明は、請求項１記載の制御装置において、前記基準波形関数は、前記指定時刻に零となるようにオフセットした指数関数で表されることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１１に記載の発明は、指定時刻に指定状態量となるような状態量指令を生成する指令生成方法において、初期状態量から前記指定状態量へ到達するまでの前記状態量指令の時系列波形を決定するための基準波形関数を保有し、前記指定状態量と前記状態量指令の差分が前記基準波形関数の定数倍となるように前記状態量指令を生成することを特徴とするものである。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１記載の指令生成方法において、前記状態量指令生成処理は、一定の制御周期ごとに、前記基準波形関数に現在時刻を代入して現在基準値を求めるステップと、前記基準波形関数に次回制御周期の時刻を代入して次回基準値を求めるステップと、前回の状態量指令から前記指定状態量を差し引いた状態量偏差を求めるステップと、前記次回基準値を前記現在基準値で除算し前記状態量偏差を乗算し前記指定状態量を加算して状態量指令値を求めるステップと、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１記載の指令生成方法において、  前記状態量指令生成処理は、一定の制御周期ごとに、前記基準波形関数に現在時刻を代入した現在基準値を求めるステップと、前記基準波形関数に次回制御周期の時刻を代入した次回基準値を求めるステップと、センサにより測定された状態量から前記指定状態量を差し引いた状態量偏差を求めるステップと、前記次回基準値を前記現在基準値で除算し前記状態量偏差を乗算し前記指定状態量を加算して状態量指令を求めるステップと、を備えることを特徴とするものである。
請求項１４に記載の発明は、請求項１１記載の指令生成方法において、前記基準波形関数は、指令時刻で零であり、かつ、指定時刻以前では常に零より大または零より小であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４記載の指令生成方法において、前記基準波形関数は、前記指定時刻をＴとし、時間ｔの関数としてｃｏｓ（πｔ／Ｔ）＋１またはそれと等価な関数の定数倍で表されることを特徴とするものである。
請求項１６に記載の発明は、請求項１１記載の指令生成方法において、前記基準波形関数は、時間ｔの多項式で表されることを特徴とするものである。
請求項１７に記載の発明は、請求項１１記載の指令生成方法において、前記基準波形関数は、時間ｔによって場合分けされ、場合分けの前後で連続となる複数の関数で表されることを特徴とするものである。
請求項１８に記載の発明は、請求項１６または1７記載の指令生成方法において、前記基準波形関数は、少なくとも１つの三角波を少なくとも１回積分した関数で表されることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項１９に記載の発明は、請求項１６または１７記載の指令生成方法において、前記基準波形関数は、少なくとも１つの台形波を少なくとも１回積分した関数で表されることを特徴とするものである。
請求項２０に記載の発明は、請求項１１記載の指令生成方法において、前記基準波形関数は、前記指定時刻に零となるようにオフセットした指数関数で表されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１または１１に記載の発明によると、任意の基準波形によって指定された状態量指令軌道を生成することができる。
請求項２または１２に記載の発明によると、初期状態量が不確定であっても指定時刻に指定状態量に確実に到達し、その過程の軌道も任意の基準波形によって指定された状態量指令軌道を生成することができる。
請求項３または１３に記載の発明によると、任意の基準波形によって指定された状態量指令軌道で、センサにより測定された現在状態量を通って指定時刻に指定状態量に確実に到達する軌道を生成することができる。
請求項４または１４に記載の発明によると、任意の基準波形によって指定された状態量指令軌道を生成することができる。
【００１５】
請求項５乃至９または請求項１５乃至１９に記載の発明によると、滑らかに指定状態量に到達する状態量指令軌道を生成することができる。
請求項１０または２０に記載の発明によると、減衰するように指定状態量に到達する状態量指令軌道を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の指令生成方法の処理手順を示すフローチャート
【図２】本発明の指令生成方法の初期化処理手順を示すフローチャート
【図３】本発明の指令生成方法によって生成される指令軌道の例を示すグラフ
【図４】本発明の指令生成方法を適用する実施例１の脚式歩行ロボット制御装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の指令生成方法を適用する実施例２の脚式歩行ロボット制御装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の制御装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
本実施例では、本発明の制御装置を脚式歩行ロボットの遊脚足平位置指令の生成のために用いた例を説明する。遊脚足平の前後方向位置と横方向位置をそれぞれ独立に、同様の方法で算出できる。以下では、それらを区別せず、単に「位置」と記述する。図４は、本実施例の脚式歩行ロボットの制御装置の全体構成を示すブロック図である。図４において、６００は歩容生成器であり、ベースとなるロボットの動作パターンを表すベース歩容を生成する。ベース歩容は、支持脚および遊脚の足平位置を含む。６１０は安定化制御器であり、予測しなかった外乱により歩行ロボットが転倒するのを防ぐため、各種センサ情報を用いて歩容生成器６００が生成したベース歩容を修正し、修正歩容を生成する。６２０は逆キネマティクス演算器であり、安定化制御器６１０が生成した修正歩容を、逆キネマティクス演算により各関節のモータ位置指令に変換する。６３０はモータ位置制御器であり、エンコーダ６７０からのモータ位置情報を用いて、逆キネマティクス演算器６２０が生成したモータ位置指令通りの位置にモータを動作させるようにモータトルクを変化させる。
【００１９】
６６０はモータおよび脚構造であり、モータ位置制御器６３０によって操作されるモータと脚構造である。脚構造は地面等と接触することにより脚式歩行ロボットを移動させる力を発生する。６７０はエンコーダであり、モータ位置を検出し、モータ位置制御器６５へフィードバックする。ロボットの関節の角度とモータの回転量は一対一に対応する。モータおよび脚構造６６０が動作した結果、各種状態量が変化する。６８０は各種センサであり、各種状態量を検出して安定化制御器にフィードバックする。具体的には、各種状態量とは脚式歩行ロボットの上体の傾き、向き、またはそれらの速度、足裏に受ける圧力であり、各種センサとは、傾斜センサ、ジャイロセンサ、加速度センサ、地磁気センサ、圧力センサ、６軸力センサ、カメラなどが用いられる例が多い。
【００２０】
本発明の制御装置は、歩容生成器６００の中で、遊脚足平の胴体との相対位置指令を生成するために使用する。歩容生成器６００が生成する歩行パターンで、足平の離床から着地までの時間をＴとする。離床した直後の遊脚足平位置は安定化制御器６１０によって修正されているため、ベース歩容ではなく修正歩容から取得する必要がある。この位置から時刻Ｔの時点で次の着地位置に到達するように遊脚足平位置のベース歩容を本発明の指令生成装置を用いて生成する。
【００２１】
図２は、本発明の方法を実施する制御装置において、離床する瞬間に実行する初期化手順を示すフローチャートである。はじめにステップ１で、現在時刻 tn を０とし、指定時刻Ｔおよび指定位置 xtgt を決定する。ここでは、指定時刻とは着地の瞬間であり、指定位置とはベース歩容の遊脚着地位置である。次にステップ２で、基準波形関数ｆ（ｔ）を設定する。基準波形は次の条件を満たす任意の関数として与えられる。
【００２２】
【数２】
2010198481.tif 000004
または
【００２３】
【数３】
2010198481.tif 000005
基準波形関数を、例えば以下のように与える。
【００２４】
【数４】
2010198481.tif 000006
【００２５】
本発明の制御装置では、複数の基準波形関数を用意しておき、状況に応じて使い分けることができる。その場合はどの基準波形関数を用いるかをここで選択する。以上で初期化処理が終了する。この設定を用いて、指令は一定の制御周期Δｔごとに以下のように生成する。
図１は、本発明の指令生成装置において、制御周期Δｔごとに指令を生成する処理手順を示すフローチャートである。この図を用いて本発明の方法を順を追って説明する。
はじめにステップ１で現在時刻ｔｎが指定時刻Ｔを過ぎているかどうかを判定し、過ぎていればステップ２へ、過ぎていなければステップ３へ移る。ステップ２では、次の位置指令ｘｒｅｆを指定位置をｘｔｇｔとして処理を終了する。ステップ３では、現在時刻ｔｎでｆ（ｔｎ）およびｆ（ｔｎ＋Δｔ）を求める。次にステップ４で、現在位置ｘｎを取得する。ここでは、前回の位置指令ｘｒｅｆとする。このようにすると、初期位置が決まった時点で想定していた波形の通りに指定時刻まで軌道がつくられる。次に、ステップ５では、次の時刻ｔｎ＋Δtでの位置指令ｘｒｅｆを次式で与える。
【００２６】
【数５】
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以上で制御周期ごとの指令生成処理を終了する。初期値が異なる２つの場合で、ｆ（ｔ）に（１）式を用いて生成される軌道の例を図３に示す。現在時刻ｔｎの時、位置ｘｎが図のＡの位置であれば、次の時刻ｔｎ＋Δtでの位置指令ｘｒｅｆはＢの位置になる。現在時刻ｔｎの時、位置ｘｎが図のＣの位置であれば、次の時刻ｔｎ＋Δtでの位置指令ｘｒｅｆはＤの位置になる。図のように、生成された波形はｆ（ｔ）の相似形となる。すなわち係数ｋを用いて次式のように表される波形となる。
【００２７】
【数６】
2010198481.tif 000008
ただし、係数ｋは、指令軌道が現在位置ｘｎを通過するように決定される。このように、（２）で初期値を用いず現在の位置のみから次の位置を生成しているので、初期位置に関わらず指定時刻に指定位置に到達する指令軌道を生成することができる。また、基準波形ｆ（ｔ）は任意に与えられるので、任意の波形で指定時刻に指定位置に到達する指令軌道を生成することができる。本発明の方法は、位置に限らず、速度やその他様々な状態量の指令生成に使える。
【実施例２】
【００２８】
また、本発明の制御装置を脚式歩行ロボットの制御装置は、図５のようにしてもよい。図５において、歩容生成器６００、モータおよび脚構造６６０、エンコーダ６７０、各種センサ６８０については、図４に示す従来技術と同じであるので省略する。３２は順キネマティクス演算部であり、エンコーダ６７０からのモータ位置情報を用いて支持脚足平相対位置情報を算出する。３１は安定化制御器である。本実施例の安定化制御器は、ベース歩容と各種センサ情報と支持脚足平相対位置情報とを用いて支持脚足平推力指令を生成する。３３は推力変換器であり、支持脚足平推力指令をロボットの各関節のモータトルクに変換する。モータの発生したトルクにより、モータおよび脚構造６６０が動作し、モータ位置と各種状態量が変化する。本発明の指令生成装置は、前の実施例と同様に、歩容生成器６００の中で、遊脚足平位置指令を生成するために使用する。離床した直後の遊脚足平位置は安定化制御器６１０によって修正されているため、順キネマティクス演算器で離床直前に生成された支持脚足平相対位置情報を用いる。この位置から時刻Ｔの時点で次の着地位置に到達するように遊脚足平位置のベース歩容を本発明の指令生成装置を用いて生成する。
【００２９】
離床する瞬間に実行する初期化処理および制御周期Δｔごとの処理フローは前の実施例と同様である。ただし本実施例では、図１のステップ４で、現在位置ｘｎとして順キネマティクス演算器で算出された現在の足平位置を用いる。この場合、外乱や応答遅れによって実際の位置が指令とずれていた場合、その位置を通って指定時刻に指定位置へ到達する軌道を新たに想定して次の指令が作られることになる。
【実施例３】
【００３０】
基準波形関数ｆ（ｔ）を多項式とした場合の例を示す。ロボットの位置軌道などでは不連続な加速度が問題になる場合がある。この場合、ｔ＝０およびｔ＝Ｔで傾きが０となるようにするとよい。これは３次以上の多項式であれば実現でき、最も簡単な例として、例えば次のような３次としてもよい。
【００３１】
【数７】
2010198481.tif 000009
【実施例４】
【００３２】
基準波形関数ｆ（ｔ）はｔによって場合分けすることもできる。ここでは中央のｔ＝Ｔ／２で場合分けした例として、三角波を積分した関数とした場合の例を示す。まず、三角波を次式で与える。
【００３３】
【数８】
2010198481.tif 000010
これを積分して、基準波形関数を以下のように与える。ただしｔ＝Ｔでｆ（ｔ）＝０、ｔ＝Ｔ／２で連続となるように積分定数を決定する。
【００３４】
【数９】
2010198481.tif 000011
同様に複数の三角波を複数回積分した関数や、台形波を１回積分した関数または複数の台形波を複数回積分した関数としてもよい。
【実施例５】
【００３５】
基準波形関数ｆ（ｔ）を指数関数とした場合の例を示す。ただし、この軌道では加速度が不連続になる。指数関数は有限時間で０にならないため、ｔ＝Ｔで完全に０になるように以下のようにオフセット分を差し引いた式とする。
【００３６】
【数１０】
2010198481.tif 000012
【００３７】
図６は、本発明の制御装置の構成を示すブロック図である。図において、１は基準波形関数保有部、２は状態量指令生成部である。基準波形関数保有部１は、実施例で説明した基準波形関数を少なくともひとつは保有しており、状態量指令生成部は、基準波形関数に基づいて得た指定状態量と状態量指令の差分が基準波形関数の定数倍になるように状態量指令を生成する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は単に状態量の軌道を生成するためのものであるので、例に示した二足歩行ロボットの遊脚位置軌道生成の他にも、サーボモータの位置、速度、電流などの指令生成、車両型ロボット、工作機械、食品加工機械などで位置、速度などの指令生成、各種家電や化学プラントなどで温度、湿度、圧力、流量、濃度、ｐＨなどの指令生成用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１  基準波形関数生成部
２  状態量指令生成部
３１  安定化制御器
３２  順キネマティクス演算器
３３  推力変換器
３４  モータトルク制御器
６００  歩容生成器
６１０  安定化制御機
６２０  逆キネマティクス演算器
６３０  モータ位置制御器
６６０  モータおよび脚構造部
６７０  エンコーダ
６８０  各種センサ
【図１】
2010198481.tif 000013
【図２】
2010198481.tif 000014
【図３】
2010198481.tif 000015
【図４】
2010198481.tif 000016
【図５】
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【図６】
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