Abstract
A large number of motors and sensors are used to drive a humanoid robot. In order to solve the wiring problem that occurs when connecting multiple actuators, a controller based on a communication network has been used, and CAN, which is advantageous in terms of cost and a highly reliable communication protocol, was mainly used. In terms of the structure of the controller, a torque control type structure that is easy to implement an advanced algorithm into the upper controller is preferred. In this case, the low communication bandwidth of CAN becomes a problem, and in order to obtain sufficient communication bandwidth, a communication network is configured by separating into a plurality of CAN networks. In this study, a stability analysis on transmission time delay is performed for a multi-motor control system in which high-speed FlexRay and low-speed CAN communication networks are hierarchically connected in order to obtain a high communication bandwidth, and sensor information and driving signals are delivered within the allowed transmission time. The proposed hierarchical network-based control system is expected to improve control performance because it can implement multiple motor control systems with a single network.
인간형 로봇을 구동하기 위해서 로봇 내부에는 많은 수의 모터와 센서가 사용된다. 다수의 구동기를 연결할 때 생기는 배선의 문제를 해결하기 위해 통신 네트워크에 기반한 제어기를 사용해왔는데 구성 비용면에서 유리하고, 신뢰성이 높은 통신 프로토콜인 CAN이 주로 사용되었다. 제어기의 구조 측면에서 상위 제어기에 알고리즘을 탑재하기 쉬운 속도 제어형 구조가 선호되고 있는데, 이때 CAN의 낮은 통신 대역폭이 문제가 되며, 충분한 통신 대역폭을 얻기 위해 이전에는 다수의 CAN 네트워크로 분리해서 통신망을 구성하였다. 본 논문에서는 높은 통신 대역폭을 얻기 위해 고속의 FlexRay와 저속의 CAN 통신망이 계층적으로 연결된 다중 모터 제어 시스템에 대해 전송시간 지연에 대한 안정도 분석을 수행하고 허용된 전송시간 내에 센서 정보와 구동 신호를 전달하기 위한 게이트웨이의 구성과 노드 할당 방법에 관하여 연구한다. 제안된 계층적 네트워크 기반 제어시스템은 다중 모터제어 시스템의 제어성능을 높이고 안정도를 확보하는 데 이바지할 수 있을 것으로 기대한다.