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(Department of Electrical Communication Engineering, Soonchunhyang University)
In this paper, embedded control system of segway robot using model based design is presented. Design of control program in embedded system can be implemented simply and easily by model based design method using MATLAB/SIMULINK. Segway robot is consisted of a NXT Mindstorms controller, two DC servo motors, a ultrasonic sensor, a gyro sensor, and a light sensor. It is a unstable nonlinear system and has a control problem of body pitch angle. So controller of segway robot is designed using state feedback LQR control. It is confirmed through design and experiment of controller that the model based design method, that is not depend on target processor, has merits compared with the text based design in aspects such as a program development, an error detection/modify, and an insight of software structure.
본 논문에서는 모델기반 설계를 이용한 이륜 도립진자 로봇의 설계방법에 대해 제시한다. 임베디드 시스템의 제어 프로그램 설계는 MATLAB/SIMULINK를 사용한 모델기반 설계에 의해 간편하고 손쉽게 구현되었으며, 로봇은 NXT 마인드스톰, 서보 직류전동기, 초음파센서, 자이로센서, 광센서로 구성되었다. 이 로봇은 불안정한 비선형시스템이며 몸체 경사각 제어문제를 가지고 있는데, 제어기 설계는 상태궤환 LQR 제어를 이용하였다. 타겟이 되는 프로세서에 종속적이지 않은 모델기반 설계는 문서기반 설계보다 프로그램 개발, 오류 발견 및 수정, 소프트웨어 구조 파악의 측면에서 장점을 가지고 있음을 제어기 설계와 실험을 통해서 확인할 수 있었다.