This paper suggests an inverse optimal PID control design method for the trajectory tracking case of mechanical systems. Also, simple coarse/fine performance tuning laws are suggested based on the analysis for performance limitation of inverse optimal PID controller. Experimental results for a robot manipulator show the validity of our analysis for the performance tuning methods.
In recent years, robot has been used widely in industrial field and has been expanded as a result of continous research and development for high-speed and miniaturization. The goal of this paper is to design the special serial manipulator through the understanding of the structure, mobility, and analysis of serial manipulator. Thereafter we control the position and orientation of end-effector with respect to time. In general, a structure of industrial robot consists of several links connected in series by various types of joints. Typically revolute and prismatic joints. The movement of these joints is determined in inverse kinematic analysis. Compared to the complicated structure of parallel and hybrid robot, open loop system retains the characteristic that each link is independent and is controlled easily by AC servomotor that is used to place the robot end-effector toward the accurate point with the desired speed and power while it is operated by position control algorithm. The robot end-effector should trace the given trajectory within the appropriate time. The trajectory of 3D end-effector model made by OpenGL can be displayed on the monitor program simultaneously
In recent years, robots have been used widely in industrial field and have been expanded as a result of continuous research and development for high-speed and miniaturization. The goal of this paper is to design the serial manipulator through kinematic analysis and to control the position and orientation of end-effector with respect to time. In general, a structure of industrial robot consists of several links connected in series by various types of joints, typically revolute and prismatic joints. The movement of these joints is determined in inverse kinematic analysis. Compared to the complicated structure of parallel and hybrid robot, open loop system retains the characteristic that each link is independent and is controlled easily. AC servo motor is used to place the robot end-effector toward the accurate point with the desired speed and power while it is operated by position control algorithm. The robot end-effector should trace the given trajectory within the appropriate time. The trajectory of end-effector can be displayed on the monitor of general personal computer through Opengl program.
본 논문은 헬리콥터 비선형 제어기 설계를 위한 State-Dependent Riccati Equation (SDRE) 기법을 다루었다. SDRE 제어기법은 비선형 운동방정식에 대해 선형 시스템과 같은 구조를 갖는 방정식을 필요하기 때문에 State-Dependent Coefficient (SDC) factorization 기법을 개발하여 비선형 운동방정식으로부터 이러한 구조의 방정식을 유도하였다. SDRE제어기를 온라인상에서 설계하는데 필요한 대수 Riccati 방정식의 효율적인 수치해법을 연구하였다. 본 연구에서 제안된 수치기법을 헬리콥터의 경로추종문제로 적용하였으며, 고 신뢰도의 헬리콥터 수학적 모델을 적용하여 실시간으로 SDRE 제어기를 설계할 수 있는 방안을 제안하였다.
Mathematical models of industrial robots or manipulators are composed of highly nonlinear equations with nonlinear couplings between the variables of motions. These nonlin- earities were not considered important in the first stage that the working speed of the manipulator was not so fast, but the effect of nonlinear forces has become serious, as the working speed has been increased. So more improvement of performance cannot be expected by the control of manipulator using approximate linearization. As an approach for solving these problems, there is a method that eliminates nonlinear theory, which makes possible cecoupling of coupling terms and arbitrary arranging of poles is briefly introduced in this study. When the theory is applied to design the control law, its feasibility is examined whether the reasonable control results are obtained by simulating position, velocity, torque and tracing trajectory. The relations between the coefficients of the linearized differential equations and the maximum error and torque for the prescribed trajectory are also examined. Finally, the method for selecting the values for getting the most rapid and precise response within maximum torque of each drive is suggested in the choice of coefficients of characteristic equations which are obtained as a result of the control.
This paper proposes a new rehabilitation robot with upper and lower limb connections for gait training. As humans change a walking speed, their nervous systems adapt muscle activation patterns to modify arm swing for the appropriate frequency. By analyzing this property, we can find a relation between arm swinging and lower limb motions. Thus, the lower limb motion can be controlled by the arm swing for walking speed adaptation according to a patent's intension. This paper deals with the design aspects of the suggested gait rehabilitation robot, including a trajectory planning and a control strategy. The suggested robot is mainly composed of upper limb and lower limb devices, a body support system. The lower limb device consists of a slider device and two 2-dof footpads to allow walking training at uneven and various terrains. The upper limb device consists of an arm swing handle and switches to use as a user input device for walking. The body support system will partially support a patient's weight to allow the upper limb motions. Finally, we showed simulation results for the designed trajectory and controller using a dynamic simulation tool.
Lee, Yoon Joon;Oh, Seung Jin;Chun, Wongee;Kim, Nam Jin
Nuclear Engineering and Technology
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제44권8호
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pp.911-918
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2012
Steam generator level control at low power is difficult due to its adverse thermal hydraulic properties, and is usually conducted by an operator. The basic model predictive control (MPC) is similar to the action of an operator in that the operator knows the desired reference trajectory for a finite period of time and takes the necessary control actions needed to ensure the desired trajectory. An MPC is based on a model; the performance as well as the efficiency of the MPC depends heavily on the exactness of the model. In this study, steam generator models that can describe in detail its thermal hydraulic behaviors, particularly at low power, are used in the MPC design. The design scope is divided into two parts. First, the MPC feedwater controller of the feedwater station is determined, and then the MPC level controller for the overall system is designed. Because the dynamic properties of a steam generator change with the power levels, a realistic situation is simulated by changing the transfer functions of the steam generator at every time step. The resulting MPC controller shows good performance.
In spite of a short history of only 30 years in space development, Korea has achieved outstanding space development capabilities, and became the $11^{th}$ member of the "Space Club" in 2013 by launching its own satellites with its own launch vehicle from a local space center. With the successful development and operation of more than 10 earth-orbiting satellites since 1999, Korea is now rapidly expanding its own aspirations to outer space exploration. Unlike earth-orbiting missions, planetary missions are more demanding of well-rounded technological capabilities, specifically trajectory design, analysis, and navigation. Because of the importance of relevant technologies, the Korean astronautical society devoted significant efforts to secure these basic technologies from the early 2000s. This paper revisits the numerous efforts conducted to date, specifically regarding flight dynamics and navigation technology, to prepare for future upcoming planetary missions in Korea. However, sustained efforts are still required to realize such challenging planetary missions, and efforts to date will significantly advance the relevant Korean technological capabilities.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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