Improvement of Control Performance for Autonomous Mobile Robot using the Embeded System

임베디드 시스템을 이용한 자율이동로봇의 제어성능 개선

In this paper, we propose a improved control performance for autonomous mobile robot using the embeded system. The proposed PID(PPID) control method removes steady state error, and has good performance in transient response. The integral term in the proposed method accumulates error in increment section, inverses errors in decrement section, and increases the effect of integral coefficient around target. Therefore, the PPID control method decreases the overshoot, and makes settling time faster than general PID(GPID) control method. In order to verify the effectiveness of the proposed method(PPID), we simulated the position control of DC motor, and experimented the velocity control of autonomous mobile robot. The PPID control method demonstrated good control performance that decrease overshoot and settling time in simulation and experiments.

본 논문에서는 임베디드 시스템을 이용한 자율이동로봇의 제어성능을 개선하는 방식을 제안한다. 제안한 방식은 자율이동로봇의 핵심기술이라 할 수 있는 액추에이터 제어방법을 위해 연산량이 적어 임베디드 시스템으로 구성 할 수 있는 개선된 PID 제어방식이다. 제안한 방식은 오차가 감소하는 구간에서는 기존의 방법과 마찬가지로 오차를 누적하고 오차가 증가하는 구간에서는 누적이 아닌 차감을 함으로써 기존의 일반적인 PID 제어방식에 비하여 오버슈트(overshoot)를 감소시키고, 정착시간(settling time)을 빠르게 하여 성능을 향상한다. 제안한 PID 방식의 유용성을 확인하기 위하여 DC 모터에 대한 위치제어 시뮬레이션 및 직접 임베디드 시스템(ATmega 128)을 이용해 제작한 자율이동로봇의 자세제어실험 등을 통하여 기존의 일반적인 PID(GPID) 제어방식, 변형된 PID(MPID) 제어방식등과 비교 검토한다.