This paper proposes an optimal galloping trajectory which costs low energy and guarantees the stability of the quadruped robot. In the realization of the fast galloping, the trajectory design is important. As a galloping trajectory, we propose an elliptic leg trajectory, which provides simplified locomotion to complex galloping motions of animals. However, the elliptic trajectory, as an imitation of animal galloping motion, does not guarantee stability and minimal energy consumption. We propose optimization based on the energy and stability using a genetic algorithm, which provides the robust and global solution to a multi-body, highly nonlinear dynamic system. To evaluate and verify the effectiveness of the proposed trajectory, computer simulations were carried out.
We propose time-optimal cornering motion trajectory planning and control algorithms for differential wheeled mobile robot with motor actuating voltage constraint, under piecewise constant control input condition. For time-optimal cornering trajectory generation, 1) we considered mobile robot's dynamics including actuator motors, 2) divided the cornering trajectory into one liner section, followed by two cornering section with angular acceleration and deceleration, and finally one liner section, and 3) formulated an efficient trajectory generation algorithm satisfying the bang-bang control principle. Also we proposed an efficient trajectory control algorithm and implemented with an X-bot to prove the performance.
한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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pp.411-412
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2002
Piston-cylinder system are widely used in power engineering applications. In reciprocating refrigeration compressors, where extremely low friction losses are required, ringless pistons are being used to diminish the friction between piston rings and cylinder wall. Since the ringless piston has the freedom of lateral motion there is a potential danger that it will occasionally hit the cylinder wall while moving up and down along it's axis. A good design must therefore provide a smooth and stable reciprocating motion of the piston and ensure that the fluid film separating the piston from the cylinder wall is maintained all times. And the compromise between refrigerant gas leakage through the piston-cylinder clearance and the friction losses is required utilizing a dynamic analysis of the secondary motion for the high efficiency compressor. To this end, the computer program is developed for calculating the entire piston trajectory and the lubrication characteristics as functions of crank angle under compressor running conditions. The results explored the effects of some design parameters and operating conditions on the stability of the piston, the oil leakage, and friction losses.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제4권1호
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pp.42-52
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2006
In order to utilize hydrodynamic drag force on articulated robots moving in an underwater environment, an optimum motion planning procedure is proposed. The drag force acting on cylindrical underwater arms is modeled and a directional drag measure is defined as a quantitative measure of reaction force in a specific direction in a workspace. A repetitive trajectory planning method is formulated from the general point-to-point trajectory planning method. In order to globally optimize the parameters of repetitive trajectories under inequality constraints, a 2-level optimization scheme is proposed, which adopts the genetic algorithm (GA) as the 1st level optimization and sequential quadratic programming (SQP) as the 2nd level optimization. To verify the validity of the proposed method, optimization examples of periodic motion planning with the simple two-link planner robot are also presented in this paper.
크기, 속도, 시간 항등성은 이차원 망막상의 오차에도 불구하고 삼차원 공간 속 대상을 일관적으로 지각할 수 있도록 돕는 기제이다. 이 기제들은 공통적인 단서를 바탕으로 동작하며 이는 운동거리, 운동속도, 운동시간의 지각이 공통된 처리 과정을 공유할 가능성을 시사한다. 따라서 시각자극의 공간적 특성이 시간지각을 왜곡시킴에도 불구하고, 환경 속에서 운동하는 물체에서 관찰되는 바와 동일하게 운동속도 지각과 운동시간 지각이 서로 반대되는 경향성을 보일 것이라는 가설을 세울 수 있다. 본 연구는 이 가설을 검증하기 위하여 뮐러-라이어 착시 자극을 사용하여 지각된 속도를 측정하여, 선행연구에서 관찰된 운동자극의 시간지각 결과와 본 연구에서 측정한 속도지각 사이의 관계를 규명하였다. 실험 1은 망막상 운동거리를 동일하게 유지하고 지각된 운동거리를 조작하였고, 실험 2는 망막상 운동거리를 조작하여 지각된 운동거리를 동일하게 유지하였다. 그 결과 이동거리가 실제보다 더 길게 지각되는 외측 유도자극에 비해 이동거리가 더 짧게 지각되는 내측 유도자극의 지각된 속도가 증가했다. 이 결과를 외측 유도자극에서 내측 유도자극보다 지각된 움직임 지속시간이 과대추정 되었던 선행연구와 연결지어 정리하자면, 뮐러-라이어 착시에 의하여 조작된 자극의 지각된 운동거리가 일정할 때 지각된 운동시간이 증가하면 지각된 운동속도가 줄어들고, 지각된 운동시간이 줄어들면 지각된 운동속도가 증가한다. 이 관계는 공간단서에 의하여 지각된 시간 및 속도 사이의 관계가 환경 속에서 운동하는 물체가 가지는 속성, 즉 운동거리를 동일하게 유지하였을 때 운동시간이 증가하면 속도가 감소하고 운동시간이 감소하면 속도가 증가하는 관계에 대응함을 시사한다.
A two-dimensional circular cylinder freely falling in a channel has been simulated by using immersed boundary - lattice Boltzmann method (IB-LBM) in order to analyze the characteristics of motion originated by the interaction between the fluid flow and the cylinder. The wide range of the solid/fluid density ratio has been considered to identify the effect of the solid/fluid density ratio on the motion characteristics such as the falling time, the transverse force and the trajectory in the streamwise and transverse directions. In addition, the effect of the gap between the cylinder and the wall on the motion of a two-dimensional freely falling circular cylinder has been revealed by taking into account a various range of the gap size. As the cylinder is close to the wall at the initial dropping position, vortex shedding in the wake occurs early since the shear flow formed in the spacing between the cylinder and the wall drives flow instabilities from the initial stage of freely falling. In order to consider the characteristics of transverse motion of the cylinder in the initial stage of freely falling, quantitative information about the cylinder motion variables such as the transverse force, trajectory and settling time has been investigate.
For on-line trajectory planning such as teleoperation it is desirable to keep good manipulability of the robot manipulators since the motion command is not given in advance. To keep good manipulability means the capability of moving any arbitrary directions of task space. An optimization process with different manipulability measures are performed and compared for a redundant robot system moving in 2-dimensional task space, and gives results that the conventional manipulability ellipsoid based on the Jacobian matrix is not good choice as far as the optimal direction of motion is concerned.
An economical 4-axis CNC controller employing step motors is designed and implemented in this paper. By using the inherent ability of holding position of the motor, the CNC controller uses open-loop control for removing trajectory error and for a simple hardware. Each drive of axis has an 8-bit microprocessor 89C52 and a PC controls the axes and pendant by means of RS232C serial communication. Backlash is also compensated at the axis controller. While compensating the backlash, the feed rate becomes zero in order to minimize trajectory error. The trajectories of 16ms interval are computed on PC and are sent to motor drives. In the drives, the trajectories are linearly interpolated for 2ms interval. The developed CNC does not require add-on specific motion card on PC. From the experimental results, the validity of the CNC controller based on step motor is proved.
The motion of propeller driven airplanes, flying at constant speed on ascending or descending helical trajectories is analyzed. The dynamical abilities of the airplane are shown to result in restrictions on the ranges of the geometrical parameters of the helical path. The physical quantities taken into account are the variation of air density with altitude, the airplane mass change due to fuel consumption, its load factor, its lift coefficient, and the thrust its engine can produce. Formulas are provided for determining all the airplane dynamical parameters on the trajectory. A procedure is proposed for the construction of tables from which the flyability of trajectories at a given angle of inclination and radius can be read, with the corresponding minimum and maximum speeds allowed, the final altitude reached and the amount of fuel burned. Sample calculations are shown for the Cessna 182, a Silver Fox like unmanned aerial vehicle, and the C-130 Hercules.
This study treats the method for kinematic modeling of the biped walking robot, for synthesizing various gait trajectories, and for calculating adequate values of the joint torque inside the stable region. To synthesize various and anthropomorphic walking easily, the gait trajectory is specified by a set of ten walking prameters, and the trunk motion equation is derived by the zero moment point and the gait trajectory. By distributing ground reaction force and moment reduced at the zero moment point to the both feet, the joint torque equation can be derived readily, and according to this equation, the joint torque to stable walking can be computed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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