Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.18
no.3
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pp.258-266
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2012
This paper describes a biped walking algorithm for a hydraulic humanoid robot on inclined floors. To realize stable and robust biped walking, the walking algorithm was divided into five control strategies. The first is a joint position control strategy. This strategy is for tracking desired joint position trajectories with a gain switching. The second is a multi-model based ZMP (Zero Moment Point) control strategy for dynamic balance. The third is a walking pattern flow control strategy for smooth transition from step to step. The fourth is an ankle compliance control, which increases the dynamic stability at the moment of floor contact. The last is an upright pose control strategy for robust walking on an inclined floor. All strategies are based on simple pendulum models and include practical sensory feedback in order to implement the strategies on a physical robot. Finally, the performance of the control strategies are evaluated and verified through dynamic simulations of a hydraulic humanoid on level and inclined floors.
This paper proposes a controller to regulate the supply pressure of the hydraulic power unit (HPU) for driving a bipedal robot. We establish flow rate models for charging accumulator, actuating joints and leaking from actuators and spool valves. This determines the pump driving motor speed to satisfy the demanded flow rate for operating the bipedal robot without the energy loss caused by the bypass through a pressure regulating valve. We apply proposed controller to an onboard HPU mounted on top of bipedal robot platform with twelve degrees of freedom. We implement air-walking motion and squat motion which require variable flow rate to the bipedal robot. Through this experiment, the energy efficiency of proposed controller was verified by comparing the electric energy consumed when the controller was applied and when the pump operated at constant speed. We also shows the capability of the HPU's control performance to regulate supply pressure.
This paper proposes a simple and intuitive model-free torque-tracking control for rotary electro-hydraulic actuators. The undesirable natural-velocity-feedback effect is discussed by introducing mechanical impedance into the electro-hydraulic actuation system. The proposed model-free torque control comprises inner- and outer-loop control to achieve two control objectives. Inner-loop control reduces the mechanical impedance passively and optimally. To improve the tracking accuracy, a certain form of proportional-integral-derivative control is applied to the outer loop. The robustness of the proposed closed-loop system against external disturbances is demonstrated by transforming the two-loop control structure into a disturbance observer form. The proposed method is validated on a single joint electro-hydraulic actuator.
The most important parameter for hydraulic active suspension system is to sustain desirable vehicle maneuvering stability and ride comfort without increasing consumption power. The performance of hydraulic active suspension system depends on damping force of body damping valve and piston damping valve. Hydraulic actuator design and damping valve parameter selection are essential and basic procedure to design hydraulic active suspension system. This paper is on computer simulation with use of mathematical model that was delivered from dynamic characteristic of hydraulic actuator, as know basic damping characteristics of hydraulic active suspension system. The aim of this paper is to select the system parameter that affect mainly hydraulic active suspension, and identify the validity on the system parameter selection.
To evaluate of active suspension, it is necessary for special equipment - so called Test Rig which can perfectly realize the road condition and the impact from the road. And most of the test rig systems controlling force accurately and rapidly consist of electro-hydraulic servo mechanism, and they need robust controller which can endure outer road change. But in the case of PID controller, we should choose its best gains by trial and error method, and once its gains are fixed, they cannot get changed, so we should reset PID controller gains respectively when the road is changed. Therefore based on the load pressure feedback compensation method, our aim at constructing electro-hydraulic test rig is not affected by various road disturbance.
In this research. we developed Tire Roller Prototype which is operated hydraulic transmission system. For develop the theoretically computer aided system, we practiced the simulation of hydraulic system and dynamic modeling and will compare with the experiment results of Tire Roller Prototype. We conceptualize the new hydraulic system and derive the equations of motion for dynamic analysis. Finally, we will design the controller, which can manage the hydraulic circuit of servo mechanism system. We define new hydraulic system and integrate modeling of Tire Roller through simulation of h\ulcornerdraulic system and design of controller. From above procedure. Hydraulic transmission system characteristics and target performance can be investigated. To follow the required performance, we select the parts of Tire Roller. We manufactured the prototype of Tire Roller, and will install the equipment for experiment.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.26
no.9
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pp.103-111
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2009
Multi-climbing hydraulic robots are used to lift construction factory (CF) synchronously for applications in the automation of a high-rise building construction. In this study, synchronous motion controller is proposed for the hydraulic robots, whose strategy is not only to make each robot follow the reference path basically by sliding-mode control, but also to synchronize motions of two adjacent cent robots consecutively by cross-coupled control technique. Simulations are performed by using SIMULINK for a system similar to a practical application that includes unbalance in CF and wind disturbance. The results show that the proposed controller significantly reduces synchronous errors, compared to the individual controller for each hydraulic robot.
Soft fluidic actuators (SFAs) are widely utilized in various areas such as wearable systems due to the inherent compliance which allows safe and flexible interaction. However, SFA-driven systems generally require a large pump, multiple valves and tubes, which hinders to develop a miniaturized system with small range of motion. Thus, a highly integrated soft actuator needs to be developed for implementing a compact SFA-driven system. In this study, we propose an electro-hydraulic soft zipping actuator that can be used as a miniature pump. This actuator exerts tactile force as a dielectric liquid contained inside the actuator pressurized its deformable part. In addition, the proposed actuator can estimate the internal dielectric liquid thickness by using its self-sensing function. Besides, the electrical characteristics and driving performance of the proposed system were verified through experiments.
본 연구에서는 저속에서도 시스템의 자세 제어가 용이하게 하기 위하여 추진기 뒤에 제어판이 위치하도록 설계하였으며, 일반 서보 시스템과는 달리 무게와 공간 제약이 크고, 제어판 운동에 따른 외란 등록성의 변화가 심하므로 push-pull 형태의 소형, 고출력 편로드 복동 복수 실린더의 작동기를 설계하였다. 또한 일반적으로 서보밸브와 작동기는 일체형으로 설계되나 본 시스템의 공간상 심한 제약으로 인하여 서보밸브와 작동기를 분리하는 방법으로 구조설계를 하고 그 사이 유로는 매니폴드식으로 하여 동력전달을 하였다. 설계된 구동장치를 실제 정밀제작하여 실험을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과와 실험에 의하여 얻어진 결과를 비교 분석하여 설계의 타당성 및 시스템의 성능을 검증하였다. 고속 수중운동체에 대하여 저속에서 자세제어를 용이하게 하고, 제한된 좁은 설치공간의 문제점을 해결하기 위하여 1) 추진기 후미에 독립된 4개의 상, 하, 좌, 우 제어판 설치 2) 서보밸브는 몸체에, 작동기는 Tail Tube에 분리 작동 설계 3) 소형의 편로드 복동 복수 실린더로 설계 구성된 유압식 구동장치는 시뮬레이션과 실험 결과를 통하여 시스템의 타당성을 입증하였다. 그러므로, 개발한 구동장치는 저속에서도 큰 제어력으로 자세 제어가 용이하기 때문에 얕은 수심에서 발사시 예상되는 위험 요소를 상다ㅇ 개선 시키므로써 운용범위의 다양화를 가져 올것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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