Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.12
no.9
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pp.104-114
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1995
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.
Park, Jin-U;Park, Jae-Han;Yun, Gyeong-Sik;Lee, Jang-Myeong
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.7
no.9
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pp.741-748
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2001
In this paper, we propose a method of tracking and capturing a moving object by a mobile robot. The position of the moving object is acquired from the relation through color-based image information from a 2-DOF active camera mounted on the mobile robot. The direction and rotational angular velocity of the moving object are estimated using a state estimator. A Kalman fiber is used as the state estimator for taking characteristics of robustness against noises and uncertainties included in the input data. After estimating the trajectory of the moving object, we decide on the optimal trajectory and plan the motion of the mobile robot to capture the target object within the shortest distance and time. The effectiveness of the proposed method is demonstrated by the simulations and experiments.
In this study, the end-effector tracking performance of a manipulator installed on a remotely operated vehicle (ROV) for autonomous underwater intervention is verified. The underwater manipulator is an ARM 7E MINI model produced by the ECA group, which consists of six joints and one gripper. Of the six joints of the manipulator, two are revolute joints and the other four are prismatic joints. Velocity control is used to control the manipulator with forward and inverse kinematics. When the manipulator approaches a target object, it is difficult for the ROV to maintain its position and posture, owing to various disturbances, such as the variation in both the center of mass and the reaction force resulting from the manipulator motion. Therefore, it is necessary to compensate for the influences and ensure the relative distance to the object. Simulations and experiments are performed to track the trajectory of a virtual object, and the tracking performance is verified from the results.
Sung, Jae min;Han, Eu Jene;Song, Min Sup;Kim, Byoung Soo
Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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v.18
no.2
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pp.181-188
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2015
This paper present, the result of the guidance and control law for a course correction munitions(CCM) with 2sets of canards positioned in the rotating nose section. The nonlinear simulation model of the CCM was developed based on 7DOF equation of motion. The ability of correcting position was verified by open-loop control input with nonlinear model. The guidance and control command was constructed by reference trajectory which can be obtained with no control. Finally, the performance of the guidance and control law was evaluated through Monte-carlo simulation. The CEP(Circular Error Probability) was obtained by considering the errors in muzzle velocity, aerodynamic coefficient, wind, elevation and azimuth angle and density.
This paper presents a decentralized motion control method of welding mobile manipulators which use for welding in many industrial fields. Major requirements of welding robots are accuracy, robust, and reliability so that they can substitute for the welders in hazardous and worse environment. To do this, the manipulator has to take the torch tracking along a welding trajectory with a constant velocity and a constant heading angle, and the mobile-platform has to move to avoid the singularities of the manipulator. In this paper, we develop a kinematic model of the mobile-platform and the manipulator as two separate subsystems. With the idea that the manipulator can avoid the singularities by keeping its initial configuration in the welding process, the redundancy problem of system is solved by introducing the platform mobility to realize this idea. Two controllers for the mobile-platform and the manipulator were designed, respectively, and the relationships between two controllers are the velocities of two subsystems. Control laws are obtained based on the Lyapunov function to ensure the asymptotical stability of the system. The simulation and experimental results show the effectiveness of the proposed controllers.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.14
no.11
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pp.1117-1123
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2008
This paper implements dual-kernel system using standard Linux and real-time embedded Linux for the real-time control of intelligent robot systems. Such system provides more useful services including standard Linux thread that is easy to implement complicated tasks and real-time tasks for the deterministic response to velocity control. Here, an open source real-time embedded Linux, XENOMAI, is ported on embedded target board. And for interfacing with motor controller we adopted a real-time serial device driver. The real-time task was implemented with a priority to keep the cyclic control command for trajectory control. In order to validate deterministic response of the proposed system, the performance measurement of the delay in performing trajectory control with feedback loop is evaluated with non real-time standard Linux. The proposed software architecture is anticipated to take advantage of features in both standard Linux and real-time operating systems for the intelligent robot systems.
Minimum-fuel and -time orbit transfer are two major goals of the satellite trajectory optimization. In this paper, we consider satellites in two coplanar elliptic orbits when the apsidal lines coincide, and analytically find the conditions for the two-impulse minimum-time transfer orbit using Lambert's theorem. The transfer time is a decreasing function of a variable related to the transfer orbit's semimajor axis in the minimum-time case. In the minimum-time case, there is no unique minimum-time solution, but there is a limiting solution. However, there exists a unique solution in the case of minimum-fuel transfer, fur which we find analytically the necessary and sufficient conditions. As a special case, we consider when the transfer angle is one hundred and eighty degrees. In this case, we show that we obtain the classical fuel-optimal Hohmann transfer orbit. We also derive the Hohmann transfer rime and delta-velocity equations from more general equations, which are obtained using Lambert's theorem. We note the tradeoff between minimum-time and - fuel transfer. An optimal coplanar orbit maneuver algorithm to trade off the minimum-time goal against the minimum-fuel goal is proposed. Finally, the numerical simulation results are given to demonstrate the derived theory and the algorithm.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.15
no.1
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pp.78-86
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1998
This paper presents a numerical method of the minimum-time trajectory planning for a robot manipulator amid obstacles. Each joint displacement is represented by the linear combination of the finite-term quintic B-splines which are the known functions of the path parameter. The time is represented by the linear function of the same path parameter. Since the geometric path is not fixed and the time is linear to the path parameter, the coefficients of the splines and the time-scale factor span a finite-dimensional vector space, a point in which uniquely represents the manipulator motion. The displacement, the velocity and the acceleration conditions at the starting and the goal positions are transformed into the linear equality constraints on the coefficients of the splines, which reduce the dimension of the vector space. The optimization is performed in the reduced vector space using nonlinear programming. The total moving time is the main performance index which should be minimized. The constraints on the actuator forces and that of the obstacle-avoidance, together with sufficiently large weighting coefficients, are included in the augmented performance index. In the numerical implementation, the minimum-time motion is obtained for a planar 3-1ink manipulator amid several rectangular obstacles without simplifying any dynamic or geometric models.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.10
no.1
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pp.47-53
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2004
An electro-hydraulic manipulator using hydraulic actuators has many nonlinear elements, and its parameter fluctuations are greater than those of an electrically driven manipulator. So it is quite difficult to obtain stable control performance. We have applied a disturbance estimation and compensation type robust control to all the axes in a 6-link electro-hydraulic manipulator. It was confirmed that the performance of trajectory tracking and attitude regulating was greatly improved by the disturbance observer. For autonomous assembly tasks, it is said that compliance control is one of the most popular methods in contact task. We have proposed a compliance control based on the position control by a disturbance observer for our manipulator system. To realize more stable contact work, the states in the compliance loop are feedbacked, where not only displacement but also the velocity and acceleration are considered. We have also applied this compliance control to the Peg-in-Hole insertion task and proposed new methods of (1)rotating of the end-effector periodically in order to reduce the friction force, (2)random searching for the center of a hole and (3)trajectory modification to reduce the impact force. As a result of these new methods, it could be experimentally confirmed that the Peg-in-Hole insertion task with a clearance of 0.007 [mm] could be achieved.
Jo, Sung-Jin;Min, Chan-Oh;Lee, Dae-Woo;Cho, Kyeum-Rae
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.39
no.5
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pp.408-415
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2011
The moon landing is composed of the de-orbit descent phase, powered descent phase, and the powered descent phase is divide into 3-sub phase of the braking, approach, final landing phase. In this paper, the lunar lander perform landing control using 3-sub phase of optimal trajectory. First, generate the reference trajectory using gauss pseudo-spectral method. Thereafter generate PID controller using altitude and velocity error in each direction. Finally the lunar lander landing system constitute using the Simulink of Matlab, and perform simulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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