This work proposes a controller tuning method of a Hyundai 8608 robot in order to improve its performance. For this, we analyzed the control structure of the robot, and the functions of all the adjustable parameters in the robot controller with a reference 'NACHI Technical Report'. Through the analysis, we found out that 3 important parameters(VRRL, VRF, VRGIN) act like a conventional PID gains and other parameters are closely related to these 3 parameters. Conclusively, parameter tuning of these 3 parameters is enough in most cases of applications with other parameters fixed. The conventional PID tuning is performed to each joint of the test robot with Robot Performance Evaluation System(shown in our companion paper) so that the acceptable gain ranges for each joint are determined and then the robot performance tests are repeatedly done with the combination of the acceptable gains. Finally, the best combination is selected for its best performance. For the effectiveness of the proposed method, it was implemented on a Hyundai 8608 robot and its results are compared with the results of NACHI's Semi-Auto Tuning Method and the results which are done by a tuning expert with his eyes.
대부분의 공학 시스템은 비선형 시스템이지만 비선형 요소가 어떤 바운드된 섹터 내에서만 존재할 때 이러한 비선형 시스템을 통상 Lure-Postnikov system이라 부르며 기계 시스템에서 자주 직면하게 된다. Lure-Postnikov system을 안정화 시키는 제어기를 해석하는 방법에 대해서는 그동안 상당한 연구가 이루어져 왔지만 PID 혹은 저차 제어기와 같은 고정된 구조를 갖는 제어기의 설계에 대한 연구는 아직 미미한 상태이다. 본 논문에서는 하나의 실수 다항식과 허수 다항식의 패밀리를 Hurwitz 다항식으로 만드는 제어 변수의 조합을 선형 부등식을 통하여 구하는 최근의 연구 결과를 이용하여 Lure-Postnikov system을 안정화 시키는 제어기를 체계적으로 설계하는 새로운 방법을 제시하고자 한다. 이 방법은 무기체계 시스템에서 흔히 쓰이는 유연한 단일 링크를 갖는 로봇 시스템에 적용하여 임의의 차수의 제어기를 체계적으로 설계할 수 있음을 보여준다.
이 논문에서는 범용 DSP칩인 ADSP2181를 사용하여 프랙탈 알고리즘 기반의 영상 부호화기를 설계 제작하였다. 제작된 부호화기는 고정소수점을 지원하는 Analog Device사의 ADSP2181 두 개를 사용하여 구현되었고, 영상부호화는 3단계의 파이프라인 구조에 의해 이루어진다. 첫 번째 파이프라인단인 영상 획득부는 NTSC표준 영상 신호로부터 디지털 영상 데이터를 획득하여 프레임 메모리에 저장한다. 두 번째 단에서의 주제어부에서는 영상 데이터를 프랙탈 알고리즘을 이용하여 부호화를 수행한다. 마지막 단인 출력 제어부는 부호화된 영상 계수를 RS422 포트를 통하여 출력하도록 한다. 설계 제작된 프랙탈 영상 부호화기의 성능은 QCIF 영상 포맷에서 정지영상에 대하여 초당 10프레임 이상의 부호화 속도를 얻었다. 프랙탈 알고리즘을 이용하여 프레임간 중복성을 이용한 영상 부호화시에는 초당 평균 30 프레임 이상의 부호화속도를 얻을 수 있었다.
In this paper, we present an overview of the structure of a lab-built powered knee prosthesis and the control of it. We build a powered prosthesis prototype on the basis of previous researches and aim at obtaining the essential technology related with its control. We adopt the slider-crank mechanism with a DC motor as an actuator to manipulate the knee joint. We also build an embedded control system for the prosthesis with a 32-bit DSP controller as a main computation unit. We divide the gait phase into five stages and use a FSM (Finite State Machine) to generate a torque reference needed for each stage. We also propose to use a position-based impedance controller for driving the powered knee prosthesis stably. We perform some walking experiments at fixed speeds on a tread mill in order to show the feature of the built powered prosthesis. The experimental results show that our prosthesis has the ability to provide a functional gait that is representative of normal gait biomechanics.
Since a slight malfunction of control systems in a nuclear power plant may cause huge catastrophes, such control systems usually have multiple redundancy and reliable features, and their reliability and availability should be analyzed and verified thoroughly. This paper performed the reliability analysis of the SPLC (Safety Programmable Logic Controller) that is under developed as the control systems for the next generation nuclear power plant. One of the key features of SPLC is that it has multiple redundancy modes as faults happen, which means the reliability analysis for one fixed redundant model is not enough to analyze the reliability of SPLC. With considering this reconfigurable concept, FTA (Fault Tree Analysis) was used to capture fault-relationship among sub-modules. The analysis results show that MTTF (Mean Time to Fault) of SPLC is 45,080 hours, which is a about 4.5 times longer than the regulation, 10,000 hours.
Quad-rotor is one kind of a rotorcraft in Unmanned Aerial Vehicle (UAV), which consists of four rotors in total and fixed-pitch blades located at the four corners. This vehicle is emerging as popular platform for UAV research due to the simplicity of its construction, the ability of hovering and the vertical take-off and landing (VTOL) capability, etc. Because of those specific capabilities, this vehicle can be applied to many fields: search and rescue, mobile sensor networks, fire observation, etc. However a quad-rotor is much affected by the disturbance due to the characteristics of structure. So this vehicle needs attitude control for stabilizing. In this paper, we design the control law for automatic stabilization. The PID controller is used to control a brushless DC motor. And an accelerometer is used to measure the roll and pitch angles of a quad-rotor.
본 연구에서는 건물모델만을 물리적인 실험체로 이용하여 동적 지반강성을 갖는 지반-구조물계의 동적거동을 모사하기 위한 하이브리드 진동대 실험법을 제안하고 이를 실험적으로 검증하였다. 본 연구에서 제안되는 실험방법은 상부구조물과 진동대의 가속도를 계측하여 진동대 제어기로 피드백하고, 전체 지반-구조물계의 동적거동을 묘사하기 위해 요구되는 기초부분의 절대가속도 응답(가속도 피드백 방법) 또는 절대속도 응답(속도 피드백 방법)을 계산하여 진동대를 구동시키는 방법이다. 지반부분을 계산하기 위해서 이론적인 동적지반강성을 제안방법에 따라서 다르게 근사화하여 진동대 제어기에 반영함으로써 실험을 수행하였다. 기초 고정계 모델에 대한 실험으로부터 계측된 응답과 본 논문에서 가정한 지반-구조물 계에 대한 실험으로부터 측정된 응답을 비교하고, 진동대 제어기에 반영한 동적지반강성과 실험데이터를 이용하여 식별된 동적지반강성을 비교함으로써 본 논문에서 제안된 실험방법의 유효성을 검증하였다.
A precision hi-directional actuator for a high precision leveling system with $Z{\Theta}_x{\Theta}_y$ motions is proposed and designed in this paper. The actuator is composed of a force generation structure, a guide mechanism, and a symmetric structure. At first, its driving force is generated by a change of flux in air gaps by permanent and changeable flux. The permanent flux is generated by a permanent magnet. The changeable flux is created by variable current flowing through coil. The combination of permanent and changeable flux makes various flux densities in air gaps between moving part and fixed yokes. And then, the difference between flux densities in lower and upper gaps creates forces fur the $bi-direction({\pm}z)$ motion. The guide mechanism of this actuator is composed of two circular plates and one shaft. Reducing motions generated by forces except z-motion, these circular plates endow the actuator with high stiffness for fast settling time. And the function of the shaft is to transfer motion to an object. At last, total body has a symmetric structure to be stable on thermal error. The actuator is designed by MAXWELL 2D and ProMECHANICA. The designed actuator is evaluated by 8nm laser doppler vibrometer, dynamic signal analyzer, and simple PID controller.
Wang, Han;Li, Luyu;Song, Gangbing;Dabney, James B.;Harman, Thomas L.
Smart Structures and Systems
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제16권2호
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pp.329-345
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2015
As commonly known, sensor errors and faulty signals may potentially lead structures in vibration to catastrophic failures. This paper presents a new approach to deal with sensor errors/faults in vibration control of structures by using the Fault detection and isolation (FDI) technique. To demonstrate the effectiveness of the approach, a space truss structure with semi-active devices such as Magneto-Rheological (MR) damper is used as an example. To address the problem, a Linear Matrix Inequality (LMI) based fixed-order $H_{\infty}$ FDI filter is introduced and designed. Modeling errors are treated as uncertainties in the FDI filter design to verify the robustness of the proposed FDI filter. Furthermore, an innovative Fuzzy Fault Tolerant Controller (FFTC) has been developed for this space truss structure model to preserve the pre-specified performance in the presence of sensor errors or faults. Simulation results have demonstrated that the proposed FDI filter is capable of detecting and isolating sensor errors/faults and actuator faults e.g., accelerometers and MR dampers, and the proposed FFTC can maintain the structural vibration suppression in faulty conditions.
In this paper, design and development experiences of a vision based robotic assembly system for electronic components are described. Specifically, the overall system consists of the following three subsystems each of which employs a 16 bit Preprocessor MC 68000 : supervisory controller, real-time vision system, and servo system. The three microprocessors are interconnected using the time shared common memory bus structure with hardwired bus arbitration scheme and operated as a master-slave type in which each slave is functionally fixed in view of software. With this system architecture, the followings are developed and implemented in this research; (i) the system programming language, called 'CLRC', for man-machine interface including the robot motion and vision primitives, (ii) real-time vision system using hardwired chain coder, (iii) the high-precision servo techniques for high speed de motors and high speed stepping motors. The proposed control system were implemented and tested in real-time successfully.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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