• ETRI Journal
• /
• 제38권5호
• /
• pp.1008-1018
• /
• 2016

This paper presents a control scheme for the leader-following formation of multiple robots. The control scheme combines the sliding mode control (SMC) method with the nonlinear disturbance observer (NDOB) technique. The formation dynamics suffer from uncertainties because the individual robots are uncertain. Concerning such formation uncertainties, the leader-following formation dynamics are modeled. Assuming that the formation uncertainties have an unknown boundary, an NDOB-based observer was designed to estimate the formation uncertainties. A sliding surface containing the observer outputs has been defined. Regarding the sliding surface, an SMC-based controller was investigated to form uncertain robots. A sufficient condition in the sense of the Lyapunov theory was proven such that the formation system is asymptotically stable. Herein, some comparison results between the sole SMC method and the second-order SMC method are presented to demonstrate the effectiveness and feasibility of the control scheme for multiple robots in the presence of uncertainties.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
• /
• 제14권3호
• /
• pp.171-180
• /
• 2014

In this paper, a multiple sliding surface (MSS) controller for a twin rotor multi-input-multioutput system (TRMS) with mismatched model uncertainties is proposed. The nonlinear terms in the model are regarded as model uncertainties, which do not satisfy the standard matching condition, and an MSS control technique is adopted to overcome them. In order to control the position of the TRMS, the system dynamics are pseudo-decomposed into horizontal and vertical subsystems, and two MSSs are separately designed for each subsystem. The stability of the TRMS with the proposed controller is guaranteed by the Lyapunov stability theory. Some simulation results are given to verify the proposed scheme, and the real time performances of the TRMS with the MSS controller show the effectiveness of the proposed controller.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.385-391
• /
• 2014

본 논문은 부정합조건 외란을 갖는 비선형 시스템을 제어하기 위하여 퍼지 외란 관측기 기반 다중 슬라이딩 평면 제어 기법을 제안한다. 부정합조건에서도 제어 대상이 평형점으로 수렴할 수 있도록 다중 슬라이딩 평면 기법을 사용하여 제어기를 설계한다. 더불어, 퍼지 외란 관측기를 도입함으로써 다중 슬라이딩 평면 제어의 문제점인 항의 복잡성 (Explosion of terms)을 해결하고, 기존 슬라이딩 모드 제어 상에서 불연속 신호를 사용해서 일어나는 채터링(Chattering)을 제거한다. 제안된 시스템의 안정성은 리아프노브 안정성 이론을 이용하여 증명한다. 제안한 방법의 성능 우수성을 보이기 위해 모의실험을 통하여 비선형 외란 관측기 기반 슬라이딩 모드 제어기의 성능과 비교 분석한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제22권7호
• /
• pp.502-507
• /
• 2016

In this paper, we propose a tracking control method for a quadrotor equipped with a 2-DOF manipulator, which is based on the multiple sliding surface control (MSSC) method. To derive the model of a quadrotor equipped with a 2-DOF manipulator, we obtain the models of a quadrotor and a 2-DOF manipulator based on the Lagrange-Euler formulation separately - and include the inertia and the reactive torque generated by a manipulator when these obtained models are combined. To make a quadrotor equipped with a manipulator track the desired path, we design a double-loop controller. The desired position is converted into the desired angular position in the outer controller and the system's angle tracks the desired angular position through the inner controller based on the MSSC method. We prove that the position-tracking error asymptotically converges to zero based on the Lyapunov stability theory. Finally, we demonstrate the effectiveness of the proposed control system through a computer simulation.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.108-118
• /
• 2017

In this paper, the path tracking controller for a surface vessel based on the sliding mode control (SMC) with the switching law is proposed. In order to have no restriction on movement and improved tracking performance, the proposed control system is developed as follows: First, the kinematic and dynamic models in Cartesian coordinates are considered to solve the singularity problem at the origin. Second, the new multiple sliding surfaces are designed with the SMC and approach angle concept to solve the under-actuated property. Third, the switching control system is designed to improve tracking performance. To prove the stability of the proposed switching system under the arbitrary switching, the Lyapunov stability analysis method with the common Lyapunov function is used. Finally, the computer simulations are performed to demonstrate the performance, effectiveness and stability of the proposed tracking controller of a surface vessel.

• 전기학회논문지
• /
• 제66권7호
• /
• pp.1123-1130
• /
• 2017

This paper deals with the dynamic surface control based tracking control for a drone equipped with a 2-DOF manipulator. First, the dynamics of drone and 2-DOF manipulator are derived separately. And we obtain the combined model of a drone equipped with a manipulator considering the inertia and the reactive torque generated by a manipulator. Second, a dynamic surface control based attitude and altitude control method is presented. Also, multiple sliding mode control based position control method is presented. The system stability and convergence of tracking errors are proven using Lyapunov stability theory. Finally, the simulation results are given to verify the effectiveness of the proposed control method.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.59-70
• /
• 2022

본 논문에서는 쿼드로터의 모터 하나가 완전히 고장이 발생한 경우 쿼드로터의 위치 제어를 위한 능동 결함 허용 제어 방법을 제안한다. 소각의 가정 없이 라그랑지 방정식을 사용하여 쿼드로터의 동적 방정식을 구한다. 제안한 방법에서는 모터의 결함 검출을 위해 고장 검출 및 진단(FDD) 모듈과 고장 검출 및 분리(FDI) 모듈로 구성되는 고장 검출모듈을 설계한다. FDD 모듈에서는 구해진 동력학에 기반하여 쿼드로터의 상태를 관측하는 비선형 관측기를 설계한다. 관측된 쿼드로터의 상태들를 이용하여, 유수 신호를 설계하고 결함을 검출하기 위한 유수 신호의 적절한 문턱 값을 설정한다. 또한 설계된 추가 조건을 사용하여 결함 위치를 알아내기 위한 FDI 모듈을 설계한다. 모터의 결함을 검출한 후 쿼드로터가 원하는 경로로 비행하기 위해 다중 슬라이딩 표면 제어 기법에 기반한 결함 허용 제어기를 설계한다. 마지막으로, 모의실험을 통해 제안한 능동 결함 허용 제어 방법이 효용성을 검증한다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제66권1호
• /
• pp.16-36
• /
• 1984

화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 미교란(未攪亂) 시료(試料)를 사용하여 일면(一面) 직접(直接) 전단시험(剪斷試驗)으로 측정(測定)한 전단강도(剪斷强度)와 함수비(含水比), 간극비(間隙比), 건조밀도(乾燥密度), 비중(比重)과의 관계(關係)를 통계(統計) 분석(分析)하였고, 화강암질풍화토(花崗岩質風化土)의 사방시공지(砂防施工地)에 식재(植栽)된 리기다소나무림(林)과 리기테-다소나무림(林)에서 토양단면(土壤斷面)을 만들어 산중식토양경도계(山中式土壤硬度計)로 토양(土壤)의 견밀도(堅密度)를 측정(測定)하고 수근분포(樹根分布)를 조사(調査)하여 통계(統計) 분석(分析)한 결과(結果) 다음과 같다. 1) 함수비(含水比), 간극비(間隙比)와 전단강도(剪斷强度) 간(間)에는 유의적(有意的)인 부(負)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 2) 건조밀도(乾燥密度)와 전단강도(剪斷强度) 사이에는 정(正)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 3) 비중(比重)과 전단강도(剪斷强度) 간(間)에는 유의적(有意的)인 상관관계(相關關係)를 인정(認定)할 수 없었다. 4) 전단강도(剪斷强度)에 영향(影響)을 미치는 영향요소(影響要素)의 직접효과(直接效果)의 크기는 함수비(含水比)>간극비(間隙比)>건조밀도(乾燥密度)의 순위(順位)이다. 5) 다중선형(多重線型) 회귀방정식(回歸方程式)의 분산분석결과(分散分析結果) 함수비(含水比)만이 회귀성(回歸性)이 인정(認定)되므로 함수비(含水比)를 독립변수(獨立變數)로 하여 전단강도(剪斷强度)를 추정(推定)하기 위한 회귀방정식(回歸方程式)은 제한(制限)된 건조밀도(乾燥密度)의 범위내(範圍內)에서 적합도(適合度)가 매우 높게 평가(評價)되었다. 6) 토양(土壤)의 견밀도(堅密度)는 토심(土深)이 깊어짐에 따라 높아진다. 7) 토양(土壤)의 지표경도(指標硬度)와 수근수(樹根數) 간(間)에는 유의적(有意的)인 부(負)의 상관(相關)이며 직접적(直接的)인 관계(關係)에 있었다. 8) 리기다소나무와 리기테-다소나무의 수근(樹根)은 토심(土深) 20cm까지에 대부분 분포(分布)하고 있었다. 9) 리기다소나무림(林)과 리기테-다소나무림(林)에서 측정(測定)한 토양(土壤)의 지표경도(指標硬度)를 독립변수(獨立變數)로한 회귀방정식(回歸方程式)으로 수근수(樹根數)를 추정(推定)할 수 있었으나 낮은 적합도(適合度)를 나타내었다.