• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2278-2280
• /
• 2004

이 논문은 이동식 수레형 도립진자 제어에 있어서 비선형적인 특성을 발생시키는 원인중의 하나인 마찰력을 보상하는 방법에 대하여 고찰한다. 여기에 사용된 방법은 모터에 전압을 인가하였을 때의 이동식 수레형 도립진자의 위치와 속도에 대한 데이터를 가지고, 가우시안 반복을 적용한 비선형 최소 자승법을 이용하여 마찰력을 추정하고, 모델링을 하여, 모델링 된 파라미터를 이용하여 비선형적인 특성을 최소화하는 것이다. 이 논문의 주된 결과는 수학적으로 모델링 한 마찰력이 실제의 마찰력과 유사하며, 이 마찰력을 보상함으로서, 이동식 수레형 도립진자의 제어 성능이 향상되었음을 보여준다. 따라서 이 결과는 기존의 마찰력을 무시하고, 이동식 수레형 도립진자를 제어하였을 때보다 마찰력을 보상하였을 때가 더욱 안정된 시스템이 됨을 실험적으로 확인한다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권1호
• /
• pp.202-208
• /
• 2014

로봇 시스템에 작용하는 마찰력은 비선형 형태이며 특히 저속에서의 정밀 제어를 어렵게 만든다. 본 논문에서는 로봇 연구에서 자주 활용되고 있는 벤치마크 로봇 시스템의 단축 모델에 대한 동적 마찰 보상 문제를 다룬다. 마찰 모델은 동적 특성 및 다양한 효과를 나타낼 수 있도록 비선형 동적 모델인 LuGre 모델을 고려한다. 본 논문에서 제안하는 제어기는 두 부분으로 구성된다. 동적 마찰의 추정 및 보상을 위해 Dual 관측기 기반의 적응 제어기를 사용한다. 마찰 추정 오차 및 나머지 외란을 보상하기 위해 PI 관측기를 추가로 설계한다. 모의실험을 통해 비선형 동적 마찰이 벤치마크 로봇 시스템의 제어 성능에 미치는 영향을 확인하고 제안된 제어기를 사용함으로써 동적 마찰에 대한 제어 성능이 향상됨을 보인다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.88-96
• /
• 1997

This paper suggests a new non-linear friction compensation for digital control systems. This control adopts a hysteresis nonlinear element which can introduce the phase lead of the control system to compensate the phase delay comes from the inherent time delay of a digital control. A proper Lyapunov function is selected and the Lyapunov direct method is used to prove the asymptotic stability of the suggested control.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.987-993
• /
• 1996

This report suggests a new non-linear friction compensation for digital control systems. This control adopts a hysteric nonlinear clement which can introduce the phase lead of the control system to compensate the phase delay comes from the inherent time delay of a digital control. The Lyapunov direct method is used to prove the asymtotic stability of the suggested control, and the stability and the effectiveness are verified analytically and experimentally on a single axis servo driving system.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제9권6호
• /
• pp.612-619
• /
• 2004

회전형 전동기와 볼스크류 및 타이밍 벨트를 이용한 서보 시스템은 NC, 가공기, 로봇 및 공장 자동화를 포함하여 산업 시스템 전반에 널리 사용되고 있다. 하지만, 동력의 전달에서 발생하는 비선형적인 마찰 및 댐핑현상은 제어 시스템 전체의 성능을 감소시키고, 특히 저속 정역 운전에서 그 영향이 크게 나타난다. 본 논문에서는 서보 제어시스템에서 발생하는 비선형적인 마찰 토크의 보상을 위해 가중치를 가지는 이중 제어 구조를 적용하였다. 본 논문에서 제안된 이중 제어 구조는 서보 제어 시스템에서 널리 사용되는 PI 속도 제어기 내부에 비선형적인 마찰 토크의 영향을 보상하는 내부 제어기를 가지는 구조이다. 특히, 내부의 제어기는 마찰 토크에 의한 시스템의 속도오차에 대하여 가중치를 가지는 구조로 설계되어 있고, 제어기의 이득은 외부 속도 제어기의 이득에 대하여 비례적으로 적용되므로, 안정성이 매우 높고 구조가 매우 간단하다. 본 논문에서 제안된 이중 제어 구조에 의한 비선형 마찰 토크 보상 방식은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 그 성능을 검증한다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.157-162
• /
• 2005

본 논문은 미지의 마찰력을 갖는 로봇 매니퓰레이터에 대하여 퍼지시스템을 이용한 적응보상기를 제안한다. 일반적인 로봇제어이론에서는 대부분 마찰력을 무시하거나 단순히 다이나믹 마찰력만을 고려한다. 본 논문에서는 다이나믹 마찰력뿐만 아니라 비스코스 마찰력까지도 고려한 제어방식이다. 마찰력이 관절마다 결부되지 않는다는 성질을 이용하여 각 관절에 해당하는 마찰력을 SISO 퍼지시스템으로 근사하며 전체제어시스템이 안정도를 Lyapunov 안정도 이론을 이용하여 증명하고 적절한 적응법칙을 설계한다. 제안된 제어방식의 타당성을 보이기 위해 2-링크 로봇 매니퓰레이터에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 보이고 각 링크에 대한 마찰력을 퍼지시스템이 잘 근사한다는 것을 보인다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.55-64
• /
• 2007

일반적으로 서보 제어 시스템에서 비선형 동적 특성을 갖는 마찰력은 제어기 성능에 악영향을 미친다. 특히, 선형으로 고려된 시스템에 제어기 이득을 잘 설계한다 하더라도 마찰 현상에 포함된 동적으로 변화하는 dead zone에 의한 정상상태 오차 및 리미트 사이클(limit Cycle) 등을 야기한다. 따라서, 본 논문에서는 비선형 동적 마찰 성분을 효과적으로 보상하고 적응적으로 제어함으로써 차세대 항만 자동화 이송시스템으로 주목받고 있는 LMTT(linear motor-based transfer technology) 시스템의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 제어대상은 셔틀카(shuttle car)와 컨테이너들의 다양한 중량과, 이로 인해 발생하는 동적 마찰 특성 파라미터들의 변화가 발생하므로 마찰력 내부 파라미터들의 추정이 요구된다. 제안하는 방법은 적응 backstepping 제어 기법으로 시스템이 안정하게 제어될 수 있는 조건으로 내부 파라미터 추정기를 설계하여 비선형 동적 마찰력을 보상하도록 하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제16권3호통권96호
• /
• pp.109-115
• /
• 1999

This paper presents a stabilization control designed to improve position stabilization performance of a position servo-system(turret) mounted on a manuvering platform(vehicle). In the consideration of the motion of the platform, a dynamic model of the stabilization system is derived and shows the viscous and stick-slip friction torques are the major source of stabilization errors. An extended generalized minimum variance control which consists of a feedforward disturbance compensation as well as a pole placement feedback control is suggested to reduce the stabilization errors caused from the friction disturbances. This modeling and control are applied to a small experimental set-up and the experimental results confirm the accuracy of the model and the effectiveness of the suggested control.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.756-762
• /
• 2009

비선형 마찰인 유압 작동기의 스틱-슬립 마찰은 정확성과 응답성에 문제가 된다. 그러므로 마찰보상은 다양한 제어알고리즘을 통하여 연구되어 왔다. 적응이산시간 슬라이딩 추종제어기는 유압작동기 내의 비선형 마찰 특성을 보상하기 위하여 적용하였다. 다오판틴 방정식을 기초로 하여 새로운 이산시간 슬라이딩 함수는 마찰과 모델링 오차를 포함하여 제어법칙을 정의하였다. 비선형 파라미터의 추종성을 기초로 슬라이딩 함수와 프로젝션 항수를 이용하여 강인성을 높였다. 시뮬레이션과 실험결과는 좋은 추종성능을 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권8호
• /
• pp.883-888
• /
• 2011

복강경을 이용한 수술법은 입원 기간 단축 및 상처의 감소라는 장점이 있지만 수술 도구 끝단의 움직임의 제한으로 인한 수술 난이도의 증가라는 단점이 있다. 이를 숙련시키기 위해 동물을 이용하여 대체수술을 하거나, Surgery training tool set을 이용하여 조작 기술 습득을 위한 훈련을 하고 있다. 하지만 이 방법들은 사람에게서 느껴지는 촉감을 그대로 재현하지 못한다. 따라서 본 논문은 4-자유도계의 복강경 수술 의료 훈련 시뮬레이터를 통해 원활한 햅틱 피드백을 제공하였다. 햅틱 장비의 기본 요구조건인 무중력, 무마찰 상태를 만족시키기 위해 장비의 중력 및 마찰력을 측정하였다. 이를 위해 의료 시뮬레이터의 모델링을 하여 시술기에 작용하는 중력과 마찰력을 측정하고 이를 선형화 시킨후 이를 토대로 보상기를 모델링하고 이를 검증하였다.