• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제7권12호
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• pp.993-1000
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• 2001

Configuration-dependent nonlinear coefficient matrices in the dynamic equation of robot manipulator impose computa- tional burden in real-time implementation of tracking control based on the inverse dynamics controller. However, parallel manipulators such as Stewart platform have relatively small workspace compared to serial manipulators. Based on the characteristics of small motion range. nonlinear coefficient matrices can be approxiamted to constant ones. The modeling errors caused by such approximation are compensated for by H-infinity controller that treats the modeling errors disturbance. The proposed inverse dynamics controller with approximate dynamics combined with H-infinity control shows good tracking performance even for fast tracking control in which computation of full inverse dynamics is not easy to implement.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.925-936
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• 2003

The manipulability analysis of the parallel-type rolling mill proposed in Hong et al. [1] is re-visited. The parallel rolling mill uses two Stewart platforms in opposite direction for the generation of 6 degree-of-freedom motions of each roll. The objective of this new parallel rolling mill is to permit an integrated control of the strip thickness, strip shape, pair crossing angle, uniform wear of rolls, and tension of the strip. New forward/inverse kinematics problems, in contrast with [1], are formulated. The forward kinematics problem is defined as the problem of finding the roll-gap and the pair-crossing angle of two work rolls for given lengths of twelve legs. On the other hand, the inverse kinematics problem is defined as the problem of finding the lengths of twelve legs when the roll-gap, the pair-crossing angle, and the position and orientation of one work roll are given. The method of manipulability analysis used in this paper follows the spirit of [1]. But, because the rolling force and moment exerted from both upper and lower rolls have been included in the manipulability analysis, more accurate results than the use of a single platform can be achieved. Two. kinematic parameters, the radius of the base and the angle between two neighboring joints, are optimally designed by maximizing the global manipulability measure in the entire workspace.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제8권8호
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• pp.639-648
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• 2002

The stewart platform manipulator is a manipulator that has the closed-loop structure with an upper plate end-effector and a base frame. The stewart platform manipulator has the merit of high working accuracy and high stiffness compared with a serial manipulator. However, this is a complex structure, so controllability of the system is not so good. In this paper, we introduce a new robust motion control algorithm using partial state feedback for a class of nonlinear systems in the presence of modelling uncertainties and external disturbances. The major contribution of this work introduces the development and design of robust observer for the state and the perturbation, which is integrated into a variable structure controller(VSC) structure. The combination of controller/observer improves the control performance, because of the robust routine called sliding mode control with sliding perturbation observer(SMCSPO). Simulation and experiment are performed to apply to the manipulator. And their results show a high accuracy and a good performance.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권6호
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• pp.660-666
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• 2015

To avoid radiation exposure from repeated x-rays taken during orthopedic surgery, an x-ray permeable teleoperated Stewart platform for orthopedic fracture surgery was developed. This system is composed of a user interface device and a teleoperated operational robot, both of which use a Stewart platform mechanism. The links of the operational robot are made from an x-ray permeable material, polycarbonate, to minimize the interference. The forward and inverse kinematics algorithm applied and the structural reliability were both verified through an analysis using commercial engineering software. To monitor the operating status in real time and stop the device during an emergency, a monitoring software was developed. The performance of the x-ray permeable teleoperated Steward platform was validated experimentally.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권5호통권98호
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• pp.200-208
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• 1999

The statics relation of the Stewart platform has been investigated from the viewpoint of the forward and inverse force transmission analyses. Two eigenvalue problems corresponding to the forward and inverse force transmission analyses have been formulated. The forward force transmission analysis is to determine the ranges of the magnitudes of the force and moment generated at the end-effector for the given magnitude of linear actuator forces. In reverse order, the inverse force transmission analysis is to find the range of the magnitude of actuator forces for the given ranges of the magnitudes of the force and moment at the end-effector. The inverse force transmission analysis is important since it can provide a designer with a valuable information about how to choose the linear actuators. It has been proved that two eigenvalue problems have a reciprocal relation, which implies that solving either of the eigenvalue problems may complete the forward/inverse force transmission analysis. A numerical example has been also presented.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.447-456
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• 2010

신뢰도 있는 운동모사 시뮬레이터의 적용은 소형 무인항공기의 초기 개발단계에서 비행 플랫폼 성능을 효율적으로 예측 가능하게 한다. 따라서, 운동모사 시뮬레이터에 대한 연구는 소형 무인항공기 개발의 가속화 및 관련 제반경비를 저감에 기여하게 된다. 본 연구에서는 6자유도 시뮬레이터 설계를 위한 기초단계로서, 무인기 플랫폼 성능예측을 위한 주요 설계인자를 정의하고 그에 따른 시뮬레이터의 운동영역을 도출하였다. 주요 설계인자를 바탕으로 액추에이터의 길이, 가속도 및 필요추력을 예측하였다. 또한, 시뮬레이터의 실제 제작과정에서 적절한 액추에어터의 제작 및 선정과 선정된 액추에이터의 전체 운동영역 증대를 위하여, 이러한 연구결과가 적용 가능함을 확인하였다. 아울러, 제안된 설계인자를 고려하여 설계된 소형 시뮬레이터는 무인항공기 설계단계에서 보다 실제적인 운용환경을 제공하리라 판단된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.73-80
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• 2000

The stewart platform manipulator proposed by stewart is the parallel manipulator which is composed of several independent actuators connecting the upper plate with the base plate and capable of executing a six degree of freedom motion. The manipulator has a structure of a closed loop form, and provides better load-to-weight ratio and ratio and rigidity than a serial manipulator with an open loop form. Moreover, the manipulator has high positional accuracy because position errors of actuators are not additive. Because of these advantages, this manipulator is widely used in many engineering applications such as a driving simulator, a tool of machining center, a force/torque sensor and so on. When this Stewart platform manipulator is controlled in joint space, it is difficult to design a controller using an analytic method due to nonhnearity and unknown parameters of actuators. Therefore, a PID controller is often used because of easiness in applications. To find the PID control gain, a trial-and-error method is generally used. This method is time-consuming, and does not guarantee a optimal gain. Thus, this paper proposes a GA-PID controller which selects an optimal PID control gain using genetic algorithms. And this proposed controller is evaluated experimentally and shows acceptable performance.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.505-510
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• 2004

본 논문에서 우리는 6자유도 원형 체외고정기의 조정을 위한 자동화 시스템에 관한 연구를 진행하였다. 6자유도 원형체외 고정기 자동화시스템은 HCF(Hexapod Circular Fixaotr)라는 체외 고정기를 자동화 한 것으로 HCF의 조정을 위한 소프트웨어와 HCF의 스트럿을 조정해주는 자동화 스트럿으로 구성된다. HCF는 일리자로프 고정기의 한 형태로서, 대표적인 병렬형 로봇인 스튜어트 플랫폼과 유사한 기구적 구조를 갖는다. HCF 조정 소프트웨어는 복잡한 골 변형의 교정을 쉽게 하기위한 소프트웨어로서, X-ray 사진을 이용하여 데이터를 획득한 후, 이 데이터를 HCF 조정 소프트웨어에 입력하여 스트럿의 길이 조정 값을 구한다. 또한 여기서 구한 스트럿 길이 조정 값을 자동화 스트럿 컨트롤러로 입력하여, 자동화 스트럿은 계획된 위치만큼 자동으로 구동된다. 또한 HCF 조정 소프트웨어 데이터는 자동화 스트럿 없이 일반 스트럿을 이용하여 HCF 조정을 위해 사용될 수 있다. 제안된 시스템은 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권5호
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• pp.326-334
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• 2019

HILS(Hardware In the Loop Simulation)를 이용한 소형 무인항공기 개발은 비용과 시간을 줄이면서 무인항공기의 신뢰성을 높이는데 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 실제 비행 중에 발생할 수 있는 비행제어컴퓨터의 사용 불능상태 등을 고려한 시뮬레이션을 개발과정에 반영하면, 인명 및 재산상 피해 등의 위험을 감소시킬 수 있다. 이러한 HILS를 적용하기 위해서는 실제 비행 조건과 유사한 환경을 제공할 수 있는 실시간 시뮬레이션 환경이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 6자유도 모션테이블을 이용하여 소형 무인항공기용 실시간 HILS 환경을 구축하였다. 선행연구에서 개발된 6자유도 모션테이블을 실시간으로 HILS 환경과 연동하기 위하여, 동작 알고리즘을 위치제어 방식에서 속도제어 방식으로 변경하여 설계 하였다. 또한, 모션테이블의 실시간 동작을 확인하기 위해 역기구학 및 동작 시뮬레이션 모델을 Matlab $Simulink^{(R)}$에서 모델링하고 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.643-651
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• 2020

공기 저항이 적은 아진공 상태의 튜브 안을 주행함으로써 초고속주행이 가능한 캡슐트레인은 부상 공극이 커서 인프라 건설 비용 절감에 유리한 초전도 유도 반발식 부상을 채택하고 있다. 초전도 유도 반발식 부상은 부상 공극을 크게 할 수 있고, 별도의 공극 제어가 필요 없는 장점이 있는 반면, 공극 변동량이 크고 부상력에 댐핑 특성이 작기 때문에 차량의 주행 안정성 및 승차감이 악화 될 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 차량의 주행 동특성에 기반한 주행안정화장치를 설계하고 적용하여야 한다. 본 연구에서는 캡슐트레인의 동특성을 모사하고 주행안정화장치의 성능을 사전에 검토할 수 있는 1/10 스케일의 축소형 시험장치를 개발하였다. 시험장치는 대차의 모션을 구현할 수 있는 6 자유도 스튜어트 플랫폼, 주행안정화장치가 적용된 2차 현가장치 및 차체로 구성되어 있다. Jaschinski가 제안한 동특성 상사 법칙에 따라 축소 시험장치를 제작하였고, 가이드웨이 불규칙도와 부상 강성이 반영된 대차 모션 구현 알고리즘을 적용하였다. 제작된 시험장치를 이용한 실험을 통해 얻어진 결과와 수치해석 결과와의 비교를 통해 시험장치의 성능을 검토하였다.