• 전기학회논문지
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• 제64권2호
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• pp.297-303
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• 2015

We propose a disturbance observer(DOB) based feedback linearization control to improve position tracking performance in the presence of disturbance. The proposed method consists of a disturbance observer and a feedback linearization controller. The disturbance observer is designed to estimate the load force disturbance in electro-hydraulic systems. An auxiliary state variable is proposed in order to avoid amplification of the measurement noises in the disturbance observer. Using the estimated disturbance enables the Electro-hydraulic servo systems(EHS) dynamics to be changed into feedback linearization from. In order to compensate for the disturbance and to track the desired position, the feedback linearization based controller is proposed. The proposed method has a simple structure which can easily be implemented in practice. As a result, the proposed method improves the position tracking performance in the presence of disturbance. Its performance is validated via simulations.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권10호
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• pp.104-110
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• 2015

The disturbance observer (DOB) controller has been widely used in various industrial applications since it is capable of achieving robust stability and disturbance rejection. In this paper, we study the effect of Q-filter on disturbance observer controller for Electro-Magnetic suspension (EMS) systems. We consider three Q-filters and analyze their effects on the robust stability against parameter uncertainties due to mass variation. Moreover, we investigate the influence of sensor noise for three Q-filters. According to our study, robust stability improves as the order of Q-filter decreases. On the other hand, the larger the order of Q-filter, the more the effect of sensor noise can be removed.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.651-656
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• 2014

This paper presents a compensation method for an accelerometer to measure acceleration data accurately when a robot manipulator moves slowly. Although the accelerometer works fine under the fast movement of a robot manipulator, low cost accelerometers provide relatively inaccurate acceleration data under slow movements. In order to correct the error of the sensor data in the slow motion, correction factors are obtained experimentally. Then those corrected data are used for the disturbance observer. Experimental studies of the position control of a robot manipulator are conducted by applying the DOB (Disturbance Observer) control using corrected acceleration data.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.129-130
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• 2007

Self servo track writing(SSTW)은 servo track writer(STW)를 이용하지 않고 hard disk drive의 내부 VCM을 이용하여 servo track을 기록하는 방식이다. SSTW는 이전 servo track을 상대적인 reference로 하여 기록하게 되므로 초기에 발생된 error와 외부의 disturbance의 영향으로 error는 급속하게 증가된다. 이것을 radial error propagation 이라 한다. 본 논문에서는 radial error propagation을 억제하기 위한 correction signal을 설계하고 servo writing 과정에서 발생하는 disturbance의 영향을 제거하기 위하여 disturbance observer(DOB)를 add-on type으로 구성하여 tracking 제어기를 설계하였다. 또한 DOB를 적용한 경우와 유사한 gain margin, phase margin과 sensitivity function을 갖는 제어기를 설계하여 그 성능을 비교하였다. 제안된 방식은 radial error propagation을 억제 하였을 뿐만 아니라 disturbance의 최소화하여 쓰여진 track의 DC track spacing과 AC track Squeeze가 개선된 것을 모의실험을 통하여 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.353-360
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• 2016

In this paper, a DOB (disturbance observer) is designed for the steering stabilization of one-wheeled balancing robot. Based on the simple stick model of the single-wheeled robot, DOBs and the corresponding Q filters are designed. Although the proposed models are simple, DOBs are desired to deal with model uncertainties for the enhanced balancing performance. Experimental studies of two different cases of Q filter design are conducted to evaluate the performances of DOBs. Their performances are compared through balancing control experiments.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권11호
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• pp.1015-1021
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• 2014

This paper proposes the center distributed embroidery machine structure with 1,500 RPM, 52 heads for productivity and large sized embroidery goods. The synchronous velocity controller is adopted for control of the 2-axis distributed embroidery machine and the DOB(Disturbance Observer) is also adopted for minimizing disturbances caused by needle cams. For driving experiments of 2-axis center distributed driving structure, two conventional 26 heads 1,500RPM embroidery machines are used. It was shown that the center distributed driving structure with 2-axis synchronous control can be one way for implementing a large embroidery machine.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.385-394
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• 2004

This paper proposes the generalized structure of a model-based disturbance rejection controller called a Robust Internal-loop Compensator (RIC). The framework consists of the RIC in the internal-loop to eliminate disturbances and a feedback controller in the external-loop to achieve nominal control performance. As the main contribution of this paper, we redefine the design problem of the RIC as a regulation control problem, then show that this new definition with the RIC structure provides more design flexibility and less implementation constraints. This is verified through a comparative structural analysis with Disturbance Observer (DOB) and Adaptive Robust Control (ARC). Two design examples of the RIC are given, along with practical issues that should be considered in the design procedure. The proposed framework is demonstrated by simulations of a rotary-type motor and experiments with a linear-type motor system.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.71-72
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• 2011

• 로봇학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.67-77
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• 2014

An electric motor is the one of the most important parts in robot systems, which mainly drives the wheel of mobile robots or the joint of manipulators. According to the requirement of motor performance, the controller type and parameters vary. For the wheel driving motors, a speed tracking controller is used, while a position tracking controller is required for the joint driving motors. Moreover, if the mechanical parameters are changed or a different motor is used, we might have to tune again the controller parameters. However, for the beginners who are not familiar about the controller design, it is hard to design pertinently. In this paper, we develop a nominal robust controller model for the velocity tracking of wheel driving motors and the position tracking of joint driving motors based on the disturbance observer (DOB) which can reject disturbances, modeling errors, and dynamic parameter variations, and propose the methodology for the determining the least control parameters. The proposed control system enables the beginners to easily construct a controller for the newly designed robot system. The purpose of this paper is not to develop a new controller theory, but to increase the user-friendliness. Finally, simulation and experimental verification have performed through the actual wheel and joint driving motors.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1864-1865
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• 2006

무인지능형로봇 시스템에 있어서 자세의 정확도를 향상시키기 위한 많은 연구가 이루어져 왔다. 시스템의 자세 제어는 사용되는 모터의 위치 제어로 대응된다. 이와 같은 시스템은 운용 시에 충격 진동이 발생하게 된다. 이러한 충격 진동 외란을 잘 제거해야 요구되는 위치 정도로 제어를 수행할 수 있다. 로봇 제어 분야에서 불확실한 로봇에 대한 자세 제어 분야는 가장 기본적이면서 중요한 분야중의 하나이다. 이러한 문제를 다루기 위하여 계산 토크 방식에 기초한 선형 제어 기법이나 적응 제어 기법, 강인 제어 기법 등을 이용한 연구 결과들이 발표되고 있다. 그러나 그러한 기법은 일반적으로 로봇의 정확한 동력학식을 알아야 하며, 구현하기 복잡하다. 따라서 본 논문에서는 적응 규칙에 의하여 모델의 불확실성, 시스템의 변화, 외란으로 인해 발생하는 공칭 플랜트와의 오차를 보상하도록 제어 입력을 생성하는 내부 루프 부분과 공칭 플랜트 모델의 명령을 추종하도록 하는 제어 입력을 생성하는 외부 루프 부분으로 구성되는 방법인 외란관측기(Disturbance OBserver : DOB) 제어 알고리즘을 제안한다. 또한 프로세서의 신뢰성과 수치 연산 및 알고리즘의 빠른 처리를 위해 현재 사용 빈도가 높은 TI사의 DSP시리즈 중에서 부동 소수점 연산 기능을 가지면서 모터 제어에 적합한 TMS320C2000계열의 TMS320F2812을 사용하여, 운용 시 발생되는 진동 둥에 대한 외란 제거를 목적으로 한다. 본 논문은 규명된 시스템 모델식을 바탕으로 DOB 제어 시뮬레이션을 수행하고 PMSM 모터모델 시뮬링크 블록을 구성하여 검증된 외란 관측기 제어 알고리즘을 검증한다. 시뮬레이션으로 검증된 DOB 모터 자세 제어 알고리즘을 DSP에 적용하기 위해 코드변환하고 모터 실험 시스템에 실제 적용함으로써 타당성을 검증하여 상용 제어기로 실제 현장에 적용 가능함을 입증한다.