For accurate gain tuning of the lab-manufactured six-axis articulated robot RS2 with less noise, in this study, a program routine using dynamic signal analyzer, which is a realization of a controller design algorithm in the frequency domain, is programmed using LabVIEW$^{(R)}$. The contribution of this paper is the proposal of a simulation technique based on SolidWorks$^{(R)}$ and LabVIEW$^{(R)}$ for the gain tuning of a six-axis articulated robot. To realize the simulation, the LabVIEW$^{(R)}$ program used for experimental gain tuning is incorporated in to SolidWorks$^{(R)}$. A comparison shows that the results of simulation-based gain tuning and experimental gain tuning are almost the same within a 5% error bound. On the basis of the comparison, it can be suggested that the simulation-based technique for gain tuning can be applied instead of experimental gain tuning to a six-axis articulated robot by interlocking SolidWorks$^{(R)}$ and LabVIEW$^{(R)}$.
This research studied 6-Axes Articulated Robot Manipulator's gain Tuning in consideration of dynamic. First of all, search fur proportional gain of velocity control loop by dynamic signal analyzer. Proportional gain of velocity control loop is connected to dynamic signal analyzer. Next Select free Proportional Gain value. And Select amplitude X of sinusoidal properly so that enough Velocity Feedback Signal may be paid as there is no group to utensil department. Next step, We can get Bode Diagram of Closed loop transfer function response examination in interested frequency. Integral calculus for gain of velocity loop is depended on integral calculus correction's number. We can obtain open loop transfer function by integrator. And we can know bode diagram's special quality from calculated open loop transfer function. With this, Velocity Control Loop's Parameter as inner loop is controlled. Next In moving, when vibration occurs, it controls notch filter. And finally, we have to control fred-forward filter parameter for elevation of control performance.
This paper presented a new experimental gain tuning technique for a Multi-Axis Servo System. First, the investigation for proportional gain of velocity control loop by using a Dynamic Signal Analyzer (DSA) was performed. Using the FUNCTION characteristic of DSA based on the Bode plot, the Bode plot of open loop transfer function was obtained. In turn, the integral gain of a servo controller can be found out by using the Integration time constant extracted from the Bode plot of open loop transfer function. In the meanwhile, the positional gain of the servo controller has been obtained by using the Bode plot of the closed loop transfer function. We have also proposed the technique to find out an optimal parameter of a notch filter, which has a great influence on vibration reduction, by using the damping factor extracted from the Bode plot of closed loop transfer function.
This paper deals with speed control of Sensorless DC servo motor using a FTHGO(FuzEy-Tuning High Gain observer). In this paper, we improved the problem from row speed section, the problem of sensor for detecting speed of motor, using FTHGO(Fuzzy-Tuning High-Gain Observer) with fuzzy control technique which is a class of adaptive control technique. In order to verify the performance of the FTHGO(Fuzzy-Tuning High Gain Observer) which is proposed in this paper, it is proved from the experiment to compare the case with a speed sensor to the case with FTHGO(Fuzzy-Tuning High Gain observer) in the speed control of DC servo motor.
Typically commercial controllers do not give data of the controller gains. Therefore, it is very hard to determine the optimal controller gain even though the dynamic model is derived. In this case, design of experiment (DOE) methodology can be a powerful tool for gain tuning. In this research, gain tuning process is proposed based on the DOE. Micro parallel mechanism platform with 3 degrees-of-freedom (DOF) is used for the experiments. Controller gains are measured indirectly from the voltages of adjustable resistors. The controller gains of three actuators are optimized by two or three steps, respectively. The correlations of the controller gains are also analyzed. The process and methodology can be adopted in gain tuning of other mechanical systems.
This paper propose an optimal scaling gain tuning method of the fuzzy PI controller using Genetic Algorithm(GA). Scaling gains can reflect the control resolution and fuzziness of input/output variables. By the scaling gain method, the design of a fuzzy logic controller(FLC) can be simplified without affecting the system performance in comparison with multi-decision table method. In designing a fuzzy logic controller, the analytic approach method for the optimization is unavailable. Therefore GA is excellent optimization algorithms for scaling gain tuning. Using this optimal scaling gain tuning method, a good performance can be achieved both in transient and steady state.
본 논문은 조향구조를 갖는 이동로봇의 조향 제어를 위해 PID 제어기의 이득을 튜닝 방법을 제안한다. PID 이득을 설정하는 다양한 방법들이 제시되고 연구되고 있다. 이득은 지글러-니콜스의 계단형 입력으로부터 이득을 얻는 방법으로 얻어진 이득을 이동로봇에 적용하고 이를 시험하여 다시 2차 전달함수에 의해 새로운 이득을 계산하였다. 얻어진 새로운 이득으로 응답시간 및 유지오차율에 관한 실험을 수행하여 PID 자동 튜닝의 성능을 확인하였다. 유지시간, 응답시간 및 수렴시간에 대한 실험결과로 이동로봇의 조향 시스템에서 사용이 가능하고 응답 시간이 빠르게 도달할 수 있으며 안정하게 제어됨을 확인하였다.
무인항공기의 에일러론 및 플랩, 엘리베이터 등을 제어하기위한 작동기들은 구조적으로 Time variant한 비선형적인 특성을 가지고 있을 뿐 아니라, 비행 중에 풍향 및 풍량에 따라 모델링하기 힘든 외란이 발생할 경우가 많이 발생하기 때문에 우수한 제어성능을 보이는 제어기 설계에 많은 어려움이 있었다. 본 논문에서는 기존의 PID 제어기의 장점을 그대로 살리면서 실시간으로 변화하는 시스템에 adaptive하게 대응할 수 있고 Auto gain tuning을 이용하여 개발자의 시간과 노력을 현저히 줄일 수 있는 Fuzzy Auto gain tuning PID 제어 알고리즘을 비행체 Actuator 제어에 적용한 연구내용을 기술하였다.
Recent years have witnessed a growing demand for a wide variety of high-performance industrial robots. In this paper, for accurate gain tuning of a 6-axis articulated industrial robot with reduced noise, a program routine for a dynamic signal analyzer (DSA) using the frequency response method will be programmed using $LabVIEW^{(R)}$. Then, robot transfer functions can be obtained experimentally using the frequency response method with the DSA program. Data from the robot transfer functions are transformed into Bode plots, based on which an optimal gain tuning will be executed. Gain tuning can enhance the response quality of the output signal for a given input signal during real-time control of the robot. The effectiveness of our proposed technique will be verified by implementation with a (lab-manufactured) 6-axis articulated industrial robot (hereinafter called "RS2") and comparison with the zero position gain tuning, as well as other positions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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