• 전기학회논문지P
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• 제51권1호
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• pp.45-51
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• 2002

In this paper are presented dynamic modeling and path-tracking of differential drive wheeled-mobile robots(WMRs) having the limited drive-torques. Instantaneously coincident coordinate system, force/torque propagation and Newton's equilibrium law are used to induce the dynamic model. When drive-torques generated by inverse dynamics exceed the limitation, we make wheeled-mobile robots follow the reference path by modifying the planned reference trajectory with time-scaling method. The controller is introduced to compensate for error owing to modeling uncertainty and measurement noise. And simulation results prove that method proposed by this paper is efficient.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제4권5호
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• pp.219-224
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• 2015

본 논문의 수중로봇 도미(Domi) ver1.0는 관상어용 물고기 로봇 개발을 목표로 연구 개발되었다. 물고기 로봇은 머리, 1단, 2단 몸체와 꼬리 부분과 2개의 구동 관절로 구성되어있다. 물고기 로봇의 추력에 적합한 구동부 선정을 위하여 물고기 로봇 모델링과 유영 해석을 통하여 관절 구동부가 설계되었다. 또한 물고기 로봇의 유영알고리즘은 Lighthill 운동학 해석을 기초로 생체 모방의 유영 근사화 방법을 적용하였다. 설계된 물고기는 수동유영 및 자율운영모드로 동작된다. 수동유영모드는 RF 송수신기를 이용하여 운용되며, 자율유영모드는 머리 부분에 부착된 PSD센서, 마이컴 제어부, 서보 구동장치에 의하여 구현된다. 본 설계된 물고기 로봇 도미 ver1.0은 수중 현장시험 평가를 통하여 추력, 내구성, 방수성 등의 성능이 우수함을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.319-328
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• 2010

This paper proposes a robust adaptive fuzzy tracking control scheme for a nonholonomic mobile robot with external disturbances as well as parameter uncertainties in the robot kinematics, the robot dynamics, and the actuator dynamics. In modeling a mobile robot, the actuator dynamics is integrated with the robot kinematics and dynamics so that the actuator input voltages are the control inputs. The presented controller is designed based on a FBFN (Fuzzy Basis Function Network) to approximate an unknown nonlinear dynamic function with the uncertainties, and a robust adaptive input to overcome the uncertainties. When the controller is designed, the different parameters for two actuator models in the actuator dynamics are taken into account. The proposed control scheme does not require the kinematic and dynamic parameters of the robot and actuators accurately. It can also alleviate the input chattering and overcome the unknown friction force. The stability of the closed-loop control system including the kinematic control system is guaranteed by using the Lyapunov stability theory and the presented adaptive laws. The validity and robustness of the proposed control scheme are shown through a computer simulation.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.1811-1817
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• 2014

본 논문은 선도 로봇을 추종 로봇이 일정거리와 각도를 두고 추종하는 군집제어에서, 추종 로봇의 질량이 변할 경우, 신경회로망을 통해 보간된 이득을 갖는 PID제어기를 제안한다. 전체 제어시스템은 기구학 제어기와 동역학을 고려한 동적제어기로 구성하였다. 동적제어기는 가변 이득을 가지는 PID 제어기로 구성하여, 추종 로봇의 대표적 질량에 따라 적절한 PID 이득을 유전 알고리즘으로 구하였다. 유전 알고리즘으로 구한 데이터를 기초로 신경회로망을 학습하여 추종 로봇이 임의의 질량을 갖더라도 최적의 PID 이득을 선정할 수 있었다. 모의실험에서 추종 로봇의 질량이 임의의 값으로 변화하는 경우, 신경회로망을 통해 보간된 이득을 갖는 PID 제어기가 고정된 이득을 가지는 PID 제어기에 비해 군집제어에서 추종 성능을 향상시키는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.659-665
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• 2010

본 논문에서는 4 족 보행로봇의 비평탄면 갤로핑 알고리즘을 제안하였다. 몸체의 균형은 지면접촉순간의 지면반발력에 의해 결정되므로 안정된 보행을 위해 발과 지면과의 접촉력을 제어하였다. 각 발의 지면접촉힘을 제어하기 위해 우선 요구되는 지면접촉힘을 결정하고 지면접촉구간에서 실제 접촉힘과 비교하고 그 차이에 따라 발의 궤적을 수정하게 된다. 요구되는 지면접촉력은 원하고자 하는 각운동량 및 선형운동량의 변화에 따라 결정되며, 각 발에 요구되는 접촉힘으로 퍼지로직에 의해 분배된다. 리커다인을 이용한 동역학 모델 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안된 방법이 비평탄면에서의 안정적인 보행에 적합함을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.1-6
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• 2015

This paper investigates the longitudinal flight dynamics and stability of flapping-wing micro air vehicles. Periodic external forces and moments due to the flapping motion characterize the dynamics of this system as NLTP (Non Linear Time Periodic). However, the averaging theorem can be applied to an NLTP system to obtain an NLTI (Non Linear Time Invariant) system which allows us to use a standard eigen value analysis to assess the stability of the system with linearization around a reference point. In this paper, we investigate the dynamics and stability of a hawkmoth-scale flapping-wing air vehicle by establishing an LTI (Linear Time Invariant) system model around a hovering condition. Also, a direct time integration of full nonlinear equations of motion of the flapping-wing micro air vehicle is conducted to see how the longitudinal flight dynamics appear in the time domain beyond the reference point, i.e. hovering condition. In the study, the flapping-wing air vehicle exhibited three distinct dynamic modes of motion in the longitudinal plane of motion: two stable subsidence modes and one unstable oscillatory mode. The unstable oscillatory mode is found to be a combination of a pitching velocity state and a forward/backward velocity state.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.753-757
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• 2015

This paper introduces an experimental rescue robot, HUBO T-100 and presents the optimal motion control method. The objective of the rescue robot is to extract patients or wounded soldiers in the battlefield and hazardous environments. Another mission is to dispose and transport an explosive ordnance to safe places. To execute these missions, the upper body of the rescue robot is humanoid in form to execute various kinds of tasks. The lower body features a hybrid tracked/legged design, which allows for a variety of mode of locomotion, depending on terrain conditions in order to increase traversability. The weight lifting motion is one of the most important task for performing rescue related missions because the robot must lift an object or impaired person lying on the ground for transferring. Here, dynamics based motion optimization is employed to minimize joint torques while maintaining stability simultaneously. Physical experiments with a real humanoid robot, HUBO T-100, are presented to verify the proposed method.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.37-43
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• 2010

우리는 두 생물무리가 서로 가로지르거나 결합하는 현상을 주변에서 흔히 볼 수 있다. 예로, 하천의 물고기 무리가 운동하다 바위나 돌같은 장애물을 만나 두 무리로 나누어졌다가 장애물 뒤에서 다시 하나로 합쳐지는 현상이 있다. 우두머리를 가지는 두 생물 무리가 각도${\theta}$를 가지고 서로 충돌하면서 가로질러 지나갈 때의 동역학을 연구하였다. 두 무리의 각 우두머리 개체는 다른 개체에 의해 영향을 받지 않는다. 이에 비해 무리의 개체들은 우두머리의 운동방향을 쫓아 가도록 시뮬레이션 되었다. 이 두 무리의 가로지르기 동역학을 이해하기 위해서, 무리개체의 평균 단위속도의 합으로 정의되는 질서매개변수${\phi}$를 조사하였다. 두 무리가 서로 만나는 순간, 두 무리의 운동량 균형이 무너지면서 ${\phi}$값이 급격히 올라갔다. 그리고 두 무리가 서로 분리되어질 때, 두 번째로 ${\phi}$값이 피크를 보였다. 무리개체들은 서로 충돌하면서 그들의 우두머리 개체를 쫓아가는데 방해를 받게 되는데 이로 인해 두 번째 피크이후에 불규칙적인 작은 피크들이 관측되었다. 두 피크값, $d_1$ (첫번째) 그리고 $d_2$ (두번째), 은 서로 다른 충돌각도 ${\theta}$에 대해서 동기화 현상을 보였다. 이 시뮬레이션 모델은 생물행동을 연구하거나 다개체 로봇 시스템 개발에 유용하게 사용되어 질수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.273-284
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• 2020

본 논문은 현재 자동화 공정에서 널리 쓰이는 델타 로봇을 저가형 DC 모터로 제작 및 제어하는 방법을 제안한다. 델타 로봇의 기구학 및 동역학을 해석하여 시뮬레이션을 한 후, 이를 기반으로 저가형 DC 모터를 선정하였다. 실험을 통하여 모터의 특성 값들을 획득하고 제어 이론을 적용하여 전류-위치 Cascade 제어 시스템을 설계하였다. 설계한 시스템의 성능을 검증하기 위해서 델타 로봇의 말단효과장치의 목표 경로를 설정하여 실험을 진행하였다. 실험을 통하여 저가형 모터를 사용함으로서 발생하는 문제점들을 보상 알고리즘을 설계하여 극복하고 End-effector의 위치 제어 성능을 입증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.991-997
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• 2008

A new RMRAC scheme far the PMSM current regulation is proposed in a synchronous frame, which is completely free from the parameter's uncertainty. A current regulator of PMSM is the inner most loop of electromechanical driving systems and plays a foundation role in the control hierarchy. When the PMSM runs in high speed, the cross-coupling terms must be compensated precisely for large system BW. In the proposed RMRAC, the input signal is composed of a calculated voltage defined by MRAC law and an output of the disturbance compensator. The gains of feed forward and feedback controller are estimated by the proposed modified gradient method, where the system disturbances are assumed as filtered current regulation errors. After the compensation of the system disturbance from error information, the corresponding voltage is fed forward to control input to compensate for real disturbances. The proposed method robustly compensates the system disturbance and cross-coupling terms. It also shows a good realtime performance due to the simplicity of control structure. Through real experiments, the efficiency of the proposed method is verified.