일반적으로 이동로봇은 제약조건을 갖는 비선형시스템으로 알려져 있다. 이러한 이동로봇의 궤적 제어를 수행하기 위해서 기존의 연구자들은 기구학적인 제어기와 동역학 제어기 2가지 제어기를 동시에 설계하고 있다. 본 논문에서는 수치실험결과 일반적으로 많이 알려져 있는 것과 같이 기구학적 제어기 없이 기존의 PID 제어기를 사용하여도 시스템이 발산되지 않는 다는 것을 알 수 있었다. 그러나 궤적에러는 비 선형시스템 Limit Cycle과 같은 형태의 일정한 위치에러가 발생되었다. 그래서 본 논문에서는 이와 같은 제적에러를 최소화 할 수 있도록 지능제어기법을 이용한 궤적제어기를 제안하고자 한다. 마지막으로 수치실험을 통한 성능을 평가하고자 한다.
공간 내부에서의 제어를 위한 활용기구는 과학기술의 발전에 따라 다양하게 변화되고 있으며 기계적인 동작만으로 구성되는 부분에서 기구학적인 구성과 전자부품의 첨단기술을 도입한 새로운 제품으로 변형되어가고 있다. 일반적으로 도어록에 사용되는 기계장치는 회전운동과 직선운동으로 이루어지는 단순한 원리이며 이를 활용한 측면에서 다양하게 응용되어 발전하고 있다. 본 논문에서는 최근 다양한 용도로 활용되고있는 무선 이동기기의 원격제어를 통하여 근거리 혹은 원거리에서 sequrity 기능을 보완한 공간상태에서의 제어기능을 도어록에 응용하기 위한 것으로 도어록 내부의 부품들에 대한 특징을 소개하고 이를 효율적으로 구동하기 위한 부품의 최적화 상태를 구성하며 원격 제어시 요구되는 기계장치의 설계에 관한 방법을 제시하고자 한다.
한국해양연구원에서 개발 중인 Crabster 로봇팔을 기구학적으로 분석하고, 속도기구학을 매트랩을 이용하여 작업공간에 대해서도 분석 및 해석을 완료하였다. 운용자와 Crabster 로봇팔의 움직임을 고려해 개념 설계한 인간팔 크기의 7축 마스터 암 및 그립퍼의 기구부에 대해 2D 및 3D의 도면을 완성하였고, 마스터 암에 적용할 모터의 사양과 각 관절에 피드백 된 힘을 반영하기 위한 구동 모터의 엔코더를 이용한 위치 센서, DSP2812를 이용한 제어 명령 입력 장치와 구동 모터 드라이버를 포함한 마스터 - 슬레이브 시스템의 개념 설계를 완성하였다.
기계시스템을 제어한다든지 그 부재를 설계하기 위하여 그리고 구동기의 용량을 결정하는데 있어서 구동력이나 조인트반력을 해석하는 것이 필요하다. 본 논문은 주어진 시스템의 운동을 구현하는 다양한 형태의 구동조건에 따른 구동력(또는 토크)을 조인트좌표 공간에서 계산하는 알고리즘을 제시한다. 조인트좌표를 기구학적 시스템의 일반좌표로 사용하며 운동방정식과 구속조건의 가속도식은 속도변환법을 이용하여 직교좌표공간으로부터 조인트좌표공간으로 변환한다. 수치예제를 통하여 제시된 알고리즘의 유용성을 확인한다.
본 논문에서는 구륜 이동 로봇의 기구학적 불완전성에 기인한 주행오차를 감소시키기 위한 방법을 제안한다. 별도의 표식장치 없이 엔코더만을 이용하여 구륜 반경과 차축변위를 보정한다. 또한 모터제어기의 가속해상도의 제약에 기인한 방향각 오차를 보상하기 위한 속도궤적을 제안한다. 제안된 속도궤적에 따라, 2개의 구동구륜 중 임의의 한 구륜의 속도는 주행거리에 따라 가변된다. 완전한 기구학적 보정이 이루어져도, 구륜 이동 로봇은 완전한 직선 주행을 할 수 없으며, 이러한 현상은 모터 제어기의 가속 해상도의 제약에 기인함을 보인다. 본 논문에서 제안된 방법의 유효성을 입증하기 위해 2 자유도 구륜 이동 로봇에 대해 실험을 수행하고 그 결과를 제시한다.
본 연구에서는 기준 모델 적응제어 방식에서 직접 적응제어 방식을 사용하여 부하의 변동 및 외란이 발생할 경우에도 매니퓰레이터의 정확한 궤적의 추종 및 속도 의 실시간 제어가 가능한 적응제어시스템을 설계하고자 한다. 제2절에서는 로봇 매니퓰레이터의 기구학적 이론 및 동적 모델링에 대한 기본이론을 전개하고, 제3절 에서는 제어시스템의 설계를 위한 제어 알고리즘과 초안정(hyperstability)이론을 통한 안정성 해석을 다룬다. 그리고 제4절에서는 제안된 제어기의 성능 평가를 위해 6관절 로봇인 스탠포드 로봇 매니퓰레이터에 대한 시뮬레이션을 통한 결과를 토오크 계산법(computed torque method)에 의한 결과와 비교 검토함으로서 제안된 제어기의 성능을 예증한다.
The Casing Oscillator is a bore file Equipment for the all-casing process. All-casing process is a method of foundation work in construction yard to oscillate steel Casing in the ground. The existing Casing Oscillator has some problem like not boring horizontally with disturbance and not driving Casing othor angle except horizon. To solve problem, the new structure Casing Oscillator is presented and studied. The performance of Casing Oscillator is improved by kinematics analysis. The Casing Oscillator is similar to the parallel manipulator in structure. So we obtain Inverse kinematics solution of Casing Oscillator easily. But it is difficult to solve forward kinematics of Casing Oscillator. T his paper presents a novel pose description corresponding to the structure characteristics of parallel manipulators. Through analysis on geometry theory, we obtain a new method of the closed-form solution to the forward kinematics using Kinematic Inversion. The closed-form solution contains two different meanings -analytical and real-time. So we reach the goal of practical application and control. Closed-form forward kinematics solution is verified by an inverse kinematics analysis. It shows that the method has a practical value for real -time control and inverse kinematics servo control.
In this paper, a closed-form formulation for inverse kinematics of robot manipulators with kinematic redundancy under the constrained environment has been derived using the Kuhn-Tucker condition, the extended Lagrange multiplier method and the working set method. The proposed algorithm satisfies the necessaryand sufficient conditions for optimization subject to equality and inequality constraints. In addition, computationally efficient kinematic control methods have been proposed using differential kinemetics and gradient projection mehtod. The effectiveness of the proposed methods has been demonstrated with a 4-dof planar robot, and then a 7-dof spatial robot as a practical application to the nozzle dam task in the Nuclear Power Plant.
In general, pantograph type manipulators are used for carrying heavy payloads with positional accuracy. In this paper, a double pantograph type manipulator, activated by two slider joints, is studied for applying to file handing machine in atomic power plant. In order to realize the stable horizontal movement of a heavy fuel rod whit good positional accuracy, methods for allocating slider and finding constant joint rates are proposed. In addition, the static deflection of the proposed mechanism was studied using transfer-stiffness matrix method. A neural network control algorithm which compensates static deflections is explored with computer simulations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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