• 한국정밀공학회지
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• 제18권10호
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• pp.45-52
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• 2001

This paper presents a study on the position tracking control of a robot system on the uncertain elastic base. The elastic bathe is a nonholonomic system but it can be changed into holonomic system, which is much easier to analyze, by modeling an elastic base as a virtual robot that has passive joints. Also, Jacobian operators, which represent the overall robot system including base movement, are defined and applied to the changed model. However, because base movements are not known, the exact Jacobian operators can＇t be estimated. The control algorithm proposed is that uses only Jacobians of a real robot as approximate Jacobian operators. Therefore the approximate Jacobian operators compensate the measured errors from external sensors. The proposed control strategy is evaluated by the simulation and experiment of a single-axis robot system on the elastic base.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권12호
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• pp.1966-1973
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• 2001

The Jacobian matrix of the equations of motion of a system using velocity transformation technique is derived via variation methods to apply the implicit integration algorithm, DASSL. The concept of generalized coordinate partitioning is used to parameterize the constraint set with independent generalized coordinates. DASSL is applied to determine independent generalized coordinates and velocities. Dependent generalized coordinates, velocities, accelerations and Lagrange multipliers are explicitly retained in the formulation to satisfy all of the governing kinematic and dynamic equations. The derived Jacobian matrix of a system is proved to be valid and accurate both analytically and through solution of numerical examples.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권2호
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• pp.112-119
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• 2003

Generally, PID controller is not suitable to control multi variable system because it is very difficult to tune the PID gains. However, this paper shows that it is not hard to tune the PID gains if we can find a Jacobian matrix of the system. The Jacobian matrix expresses the ratio of output variations according to input variations. It is possible to adjust the input values in order to reduce the output error using the Jacobian. When the colt function is composed of error related terms, the gradient approach can tune the PID gains to minimize the function. In simulation, a hydrofoil catamaran with two inputs and two outputs is applied as a multi variable system. We can easily get the multi variable PID controller by the proposed teaming method. When the controller is compared with LQR controller, the performance is as good as that of LQR controller with a modeling equation.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.192-197
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• 2011

본 논문은 선형 상태 관측기의 성능 및 실용화 검증을 위하여 도립진자 시스템의 출력 피드백 제어 실험을 수행하였다. 도립진자 시스템으로는 (주)셈웨어의 CEM-IP-01를 실험에 사용하였다. 동역학 해석을 위하여 라그랑지안 방정식 및 자코비안 선형화 방법을 이용하였고, 모의실험을 통하여 일반 상태 피드백 제어기의 출력 응답과 제안된 제어기의 출력 응답을 먼저 비교 분석하였다. 마지막으로 실제 도립진자 시스템에 적용함으로써 제어기 구현에서 발생하는 문제점을 파악하고 해결함으로써 실용화 가능성을 직접 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.647-652
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• 2000

This paper presents a study on the position tracking control of robot system on the uncertain elastic base. The elastic base is modeled as a virtual robot which has passive joints and the control strategy is using approximate Jacobian operators. Jacobian operators represent the overall robot system including base movement. However, because we don't know the base movement we can't estimate the jacobian operators directly. The control algorithm is proposed which uses only Jacobian operators of a real robot as approximate Jacobian operators. The measured errors from external sensor are compensated by approximate Jacobian operators. The simulation results of a single-axis robot system show that the control strategy can be used for position tracking.

• 한국음향학회지
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• 제14권6호
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• pp.74-79
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• 1995

본 논문에서는 사람의 눈과 팔의 구조를 모방한 우엽시 LVFC-로봇 시스템을 구성하였다. 시공간과 관절공간 사이의 선형근사식을 최소 자승법에 의해 유도하여 양안시 LVFC-로봇 위치 제어에 응용하고, 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 확인하였다. 논자가 제안한 양안시 LVFC-로봇은 특징점을 이용한 기존의 양안시 VFC-로봇과 비교할 때 이미지 자코비안과 로봇 자코비안의 계산이 생략되므로 실시간 제어가 가능하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권2호
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• pp.85-93
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• 2003

Generally, it is very difficult to get a modeling equation because multi-variable system has coupling relations between its inputs and outputs. To design an optimal controller without the modeling equation, this paper proposes a neural-network (NN) controller being learned by Jacobian matrix. Another major characteristic is that the controller consists of two separated NN controllers, namely, proportional control part and derivative control part. Simulation results for a catamaran system show that the proposed NN controller is superior to LQR in the regulation and tracking problems.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.84-89
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• 2014

본 논문에서는 카메라를 탑재한 전방향 이동 로봇에서의 표적 추종을 위한 영상기반 시각 서보 제어를 다룬다. 기존 연구에서는 카메라 영상에서 추출한 표적의 영상 좌표로부터 표적 추종을 위한 바퀴의 회전 각속도를 구하기 위하여 카메라의 수학적 모델과 이동 로봇의 기구학 특성으로부터 구한 수학적 영상 자코비안을 널리 활용하였다. 본 논문에서는 표적의 영상 좌표 정보를 이용한 단순한 규칙기반 제어 방식과 영상에 포착된 표적의 크기 정보를 조합하여 바퀴의 회전 각속도를 생성하는 새로운 방식을 제안한다. 카메라 영상을 몇 개의 영역으로 분할하고, 표적이 포함된 영역에 따라 미리 정의한 규칙을 적용하는데, 복잡한 수학적 표현을 사용하지 않으면서도 비교적 적은 수의 규칙을 사용하므로 구현이 용이한 장점이 있다. 제안된 방식은 실제 시스템으로 구현하여 실험하고, 전체 실험 시스템에 대한 설명과 함께 실험 결과를 제시하여 제안하는 방식의 타당성을 입증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.113-120
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• 2006

본 논문에서는 로봇 매니퓰레이터가 기준 궤적을 추종할 수 있도록 영상기반 강인제어기를 제안하였다. 카메라로부터 획득된 목표물의 특징점을 원하는 특징점 좌표로 로봇이 이동할 수 있도록 기준 궤적을 생성하고, 제어 입력에 포함되는 로봇 동역학부의 파라미터 불확실성을 보상하기 위한 강인제어기를 설계하였다. 또한 자코비안에 불확실성이 존재하는 경우 이를 보상하기 위한 제어 입력을 갖는 영상기반 강인제어기를 제안하였다. 시스템의 안정도는 Lyapunov 안정도 판별법을 이용하여 검증하였다. 5-링크 2 자유도의 로봇 매니퓰레이터를 대상으로 제안된 제어기를 적용한 모의실험과 실험을 통하여 제어 성능을 입증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1777-1778
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• 2008

이 논문에서는 자유도보다 엑츄에이터가 부족한 과소 작동 기계 시스템의 지수적 안정을 보장하는 다이나믹 제어기법을 제시한다. 이 시스템의 원점에 대한 자코비안 선형화는 제어불능이므로 기존의 시불변 상태궤환 기법으로 안정화가 불가능하다는 특징을 가지고 있다. 이 논문에서는 추가 다이나믹스를 이용한 다이나믹 스케일링 기법과 수정된 역진 기법을 사용하여 제어목적을 달성한다.