This paper presents a hybrid actuator scheme to actively control the end-point position and vibration of a two-link flexible robot arm. Control scheme consists of four different actuators; two servo-motors at the hubs and two piezoceramics bonded to the surfaces of the flexible links. Two sliding hyperplanes are designed for two servo-motors which have time varying parameters to maintain control performance in any configuration. The surface gradients of the hyperplanes are determined by pole assignment technique to guarantee the stability on the hyperplanes themselves. During the motion, undesirable oscillations caused by the torques based on the rigid link dynamics are actively suppressed by applying feedback control voltages to the piezoceramic actuators. Consequently, desired tip motion is achieved. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed methodology, experiments are performed for the regulating and tracking control problems.
This research presents a three-dimensional modeling technique for a flexible sheet. A relative coordinate formulation is used to represent the kinematics of the sheet. The three-dimensional flexible sheet is modeled by multi-rigid bodies interconnected by out-of-plane joints and plate force elements. A parent node is designated as a master body and is connected to the ground by a floating joint to cover the rigid motion of the flexible sheet in space. Since the in-plane deformation of a sheet such as a paper and a film is relatively small, compared to out-of-plane deformation, only the out-of-plane deformation is accounted for in this research. The recursive formulation has been adopted to solve the equations of motion efficiently. An example is presented to show the validity of the proposed method.
Flexible track drilling machines are credited with important applications in the area of aircraft manufacturing because of their portability, quick installation capabilities, and high efficiency. However, their structures are special and the constitution principles and motion characteristics are difficult to control, increasing the development costs and research cycle in the context of the technology blockade of foreign companies. The simulation analysis of flexible track drilling machines can be conducted by applying virtual prototypes, shortening the development cycle and reducing the cost. In this paper, a model of a machine is established by using the SolidWorks software and imported into ADAMS to conduct kinematic and dynamic simulation analysis. During the analysis, the feasibility of the configuration is checked, a reasonable driving motion is chosen, potential deficiencies are found, and improvement actions are raised.
제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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pp.340-345
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1994
Dynamic hybrid position/force control of flexible manipulators is proposed. First, a 2 D.O.F. flexible manipulator is modeled using the spring-mass model. Second, the equation of motion considering the tip constraints is derived. Third, hybrid position/force control algorithm is derived. In this control algorithm, the differentiable order of the desired trajectory and the stability condition are different from the case of rigid manipulators. Lastly, to verify the effectiveness of the proposed control algorithm, simulation results are presented.
In the field of assembly processes, non-rigid parts such as wires, tubes, gaskets and 0-rings cannot be assembled automatically. And although many researches have been made for rigid part mating, there are not substantial studies in flexible parts assembly field. In this paper, assembly stages of flexible parts are classified and some analysis are made. FEM was used to estimate the relationship between deformation and reactive forces. An assembly algorithm adopting reciprocal twisting motion was proposed and the assembly tool design methodology was discussed.
In this paper, the dynamic modeling and a tip-position controller of a single-link flexible manipulator are developed. To design the controller of a flexible manipulator, at first, it is required to obtain the accurate dynamic model of manipulator describing both rigid motion and flexible vibration. For this purpose, FEM(Finite Element Method) and Lagrange approach are utilized to obtain the dynamic model. After obtaining the dynamic model of a single-link manipulator, a controller which computes the input torque to perform the desired trajectory is developed using neural network.
This research is concerned with the experimental investigation on the vibrations of a flexible two-link system for verifying the theoretical result from simplified equations of motion for the system along with the kinematical synthesis are proposed to simulate the elastic vibrations of a previous study. The structure consists of flexible two-links; The link 2 is attached to the end of the link 1. The link 1 is made of composite fiber reinforced polymer and the link 2 is an aluminum beam. In order to verify the theoretical result, a flexible two-link system operated by the AC and RC servo motors was constructed. Experimental results show that the dynamic modeling approach and the kinematical synthesis proposed in this paper are effective.
Kim, Jin-Soo;Suzuki, Kuniaki;Konno, Atsushi;Uchiyama, Masaru
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 1995년도 Proceedings of the Korea Automation Control Conference, 10th (KACC); Seoul, Korea; 23-25 Oct. 1995
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pp.408-411
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1995
In this paper, we discuss the force control of flexible manipulators. Since the force control of flexible manipulators with planar one or two links using the distributed-parameter modeling has been the subject of a considerable number of publications until now, real time computations of the force control schemes are possible. But, application of those control schemes to multi-link spatial manipulators is fairly complicated. In this paper, we apply a concise hybrid position/force control scheme for a flexible manipulators. We use a lumped-parameter modeling for the flexible manipulators. The Hamilton's principle is applied to derive the equations of motion for the system and then, state-space model is obtained by the Lagrange's method. Finally, comparison of simulation results with experimental results is given to show the performance of our method.
Maglev vehicles, which are levitated and propelled by electromagnets, often run on elevated flexible guideways comprised of steel, aluminum and concrete. Therefore, an analysis of the dynamic interaction between the Maglev vehicle and the flexible guideway is needed in the design of the critical speed, ride, controller design and weight reduction of the vehicle. This study introduces a dynamic interaction simulation technique that applies structural dynamics. Because the proposed method uses detailed 3D FE models, it is useful to analyze the deformation of the elevated flexible guideway, the dynamic stress, and the motion of the vehicle. By applying the proposed method to an urban transit Maglev vehicle, UTM01, the dynamic response is simulated and validated. From the result of the study, we concluded that the simulation of dynamic interaction between the Maglev vehicle and the flexible guideway is possible and a potential of using computational mechanics.
Active damping system is generally used for the vibration suppression and precise motion control for the flexible structure. This application can be easily found on the space structure and driving mechanism of optical storage devices. Although a control system using the flexible structure has many advantages over using rigid mechanism in driving energy saving, system weights, and etc., more complex and precise control strategies are required. A position control system using flexible structure and the concept of active damper is designed and manufactured, which is driven by slide DC motor and moving coil motor located at the tip of the flexible beam. Dynamic characteristics of this system are investigated by analytic and experimental ways. By the comparison of those two results, a nominal reference model for this system is proposed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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