論文の概要: On Global Regulatability of Robot Manipulators by Classical PID

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.01207v2
• Date: Thu, 03 Sep 2026 07:59:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-04 13:51:58.267331
• Title: On Global Regulatability of Robot Manipulators by Classical PID
• Title（参考訳）: 古典的PIDによるロボットマニピュレータのグローバルレギュラビリティについて
• Authors: Cheng Zhao, Jingru Zhu, Lei Guo,
• Abstract要約: ロボットマニピュレータ制御における長年のオープン問題は、古典的なPID制御によってグローバルな規制が達成できるかどうかである。 我々は、一自由度マニピュレータに対して、古典的なPID制御が、標準的な構造仮定の下でのグローバルな安定性と規制を保証することを発見し、証明する。 多自由度の場合、本質的なゲイン(k_p,k_i,k_d)を選択できないという同じ構造仮定を満たすロボットPIDを構築することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.29841611220326
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A long-standing open problem in robot manipulator control is whether global regulation can be achieved by classical PID control. This paper provides an answer to this question for classical PID controllers with triple parameters (k_p,k_i,k_d) in R^3. We find and prove that for one-degree-of-freedom manipulators, the classical PID control guarantees global stability and asymptotic regulation under standard structural assumptions, and further derive explicit quantitative design conditions for the PID gains. However, for multi-degree-of-freedom cases, we can construct a robot manipulator satisfying the same structural assumptions for which no choice of PID gains (k_p,k_i,k_d) can achieve global asymptotic regulation. These results provide a fundamental understanding of the abovementioned open problem, revealing both the fundamental capability and intrinsic limitation of the classical PID control for robot manipulator dynamics.
• Abstract（参考訳）: ロボットマニピュレータ制御における長年のオープン問題は、古典的なPID制御によってグローバルな規制が達成できるかどうかである。 本稿では、R^3の3重パラメータ(k_p,k_i,k_d)を持つ古典的PIDコントローラに対して、この問題に対する回答を提供する。 古典的なPID制御は,1自由度マニピュレータに対して,標準構造仮定の下でのグローバルな安定性と漸近的制御を保証し,さらにPIDゲインに対する明確な定量的設計条件を導出する。 しかし、多自由度の場合、PIDゲイン(k_p,k_i,k_d)の選択が大域的な漸近的規制を達成できないという同じ構造仮定を満たすロボットマニピュレータを構築することができる。 これらの結果から,ロボットマニピュレータ力学における古典的PID制御の基本能力と本質的な限界が明らかとなった。

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