Firstly, kinematic model of various type of wheels which includesskidding and skidding friction are presented. Tend, the transfer method of generalized coordinates which is useful to model the parallel mechanisms, can be applied to mobile robot by including such friction terms. Particularly, by appling the modeling method to mobile robot consisting of two conventional wheels and one caster wheel, forword/reverse kinematic modeling could be obtained without using pseudoinverse solutions.
본 연구에서는 선박의 운항 데이터를 기반으로 조종성능을 모사할 수 있는 단순 운동학 모델을 제안하였다. 수평면 3자유도 각 방향의 속도 성분을 1차 미분방정식의 해 형태의 단순모델로 두고, 계수에 대한 운항데이터 학습을 수행하였다. 실제 선박의 충분한 운항 데이터의 확보는 어렵거나 제한적이므로, 본 연구에서는 실 운항 데이터 대신 공개된 동역학 모델을 활용하여 임의의 제어입력에 대한 시뮬레이션 결과를 얻고, 이를 운항데이터 학습에 활용하였다. 제어입력인 프로펠러 회전수 및 타각을 임의로 부가하여 동역학 시뮬레이션을 수행하고 각 속도 성분 출력을 얻었다. 충분한 시간 동안 동역학 시뮬레이션의 제어 입력과 속도 출력을 학습하여 각 제어 입력에 대한 운동학 모델 내 계수인 시정수 3개, 수렴속도성분 3개의 분포를 도출하였다. 추가로 임의의 제어 입력에 의한 선회 시뮬레이션 결과들과 비교함으로써 단순 운동학 모델의 성능을 검증하였다. 도출된 시정수들의 분포에는 다소 분산이 있으며, 제어 입력 이외의 관련 변수를 더 추가하여 정확도를 높이는 추후 연구가 필요하다.
The sliding and/or skidding motions generally occur to a car - like planar mobile robot consisting of four conventional fixed wheels attached on two parallel axles. Thus, the kinematic model of such mobile robot should include the description of skidding and sliding frictional motions. However, most of previous kinematic models do not take these frictional motions into account the kinematic model, as the work done by Muir and Newman [1]. Thus, does it result in least square solution in estimating sensed forward velocity. In this paper, the sensed forward velocity estimation algorithm for mobile robots is proposed, which not only includes those skidding and sliding frictional motions into kinematic model but also utilizes only the minimal set of dependent internal kinematic variables of the mobile robot. Then, ...
In this paper, kinematic analysis for a planar 3-DOF redundant stage which has four actuators is presented by using SimMechanics software package. SimMechanics is a block sets of the Matlab/Simulink package. The SimMechanics enables a simplified model for a complex kinematic mechanism, since kinematic relationship between joints and linkages for the kinematic chains are expressed as line vectors and block diagrams. Here, positional error and limit values of movement ranges of the stage are evaluated by using the SimMechanics. The validity of the kinematic characteristics model was compared with theoretical kinematic analyses for the 3-DOF stage.
The effect of kinematic model choice on robot calibration is examined. This paper presents a complete formulation to identify the actual robot kinematic parameters directly from position data. The method presented in this paper applies to any serial link manipulator with arbitrary order and combination of revolute and prismatic joint.
본 연구는 유출해석을 위하여 저유함수모델의 상수와 유역의 수문인자 및 지형인자와의 관계를 명백히 할 수 있는 방법에 대하여 고찰하였다. 연구대상유역은 우리나라의 중요수계에 속하는 한강 금강 낙동강 영산강 유역의 8개소유역을 택하였다. 최적상수의 탐색은 수학적 최적치 탐색방법의 하나인 SDFP 법을 사용하였으며 적합성 검정에는 $\chi$2-기준을 적용하였다. 저유함수법과 kinematic wave 이론에 의하여 저유상수와 지대시간을 구하는 공식을 인도하였으며 kinematic wave 모델의 가정치와 저유함수 모델의 최적상수를 기준으로 하여 검토하였다. 주요한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 저유함수법과 kinematic wave 모델의 상수 사이에는 서로 공통된 관계가 있다. 따라서 이 두 모델의 관계로부터 ⑬식을 얻었다. 2) 위에서 구한 공식을 간단히 하여 산지유역에서 실제적으로 적용될 수 있는 새로운 공식을 제안하였다. 3) 여기에서 제안된 방정식의 적합성을 검정하기 위하여 산지유역의 몇 개 지점에 몇 개의 홍수자료를 적용하여 이 방정식으로 구한 상수를 갖이고 저유함수법에 의하여 유출해석을 하여 제안식의 타당성을 확인하였다.
분포형 강우유출모형의 수치모의 연산시간을 단축시키기 위해 GPU(Graphic Processing Unit)를 이용한 가속 운동파모형을 개발하고 정확성과 연산속도에 대한 성능을 검토하였다. 분포형모형의 지배방정식은 운동파모형과 Green-Ampt모형으로 구성되었고, 운동파모형은 유한체적법을 이용하여 이산화 하였다. GPU 가속 운동파모형 개발을 위해 CUDA fortran을 이용하였다. 개발된 모형을 이용하여 이상적인 유역에서 발생하는 강우유출현상을 모의 하였고, 다른 모형 및 실험결과와의 비교를 통하여 개발된 GPU 가속 운동파모형이 비교적 정확하게 유출량을 계산할 수 있음을 확인하였다. 동일한 유한체적법을 이용한 CPU(Central Processing Unit) 기반의 강우유출모형과 비교할 경우, GPU 가속모형의 연산시간 단축비율은 격자의 수가 증가할수록 높아졌으며, 본 연구에 사용된 장비를 기준으로 최대 450배 정도 단축됨을 확인하였다.
The main stream of researches on the mobile robot is planning motions of the mobile robot under nonholonomic constraints while only considering kinematic model of a mobile robot. These researches, however, assume that there is some kind of dynamic controller which can produce perfectly the same velocity that is necessary for the kinematic controller. Moreover, there are little results about the problem of integrating the nonholonomic kinematic controller and the dynamic controller for a mobile robot. Also the literature on the robustness of the controller in the presence of uncertainties or external disturbances in the dynamical model of a mobile robot is very few. Thus, in this paper, the robust adaptive controller which can achieve velocity tracking while considering not only kinematic model but also dynamic model of the mobile robot is proposed. The stability of the dynamic system will be shown through the Lyapunov method.
Elastic-plastic behavior of nuclear power plant elbow piping under seismic loads has been conducted in this study. Finite element analyses are performed using classical Bilinear kinematic hardening model (BKIN) and Multilinear kinematic hardening model (MKIN) as well as a nonlinear kinematic hardening model (Chaboche model). The influence of internal pressure and seismic loading on ratcheting strain of elbow pipe is studied by means of the three models. The results found that the predicted results of Chaboche model is maximum, closely followed by the predicted results of MKIN model, and the minimum is the predicted results of BKIN model. Moreover, comparisons of analysis results for each plasticity model against predicted results for a equivalent cyclic loading elbow component and for a simplified piping system seismic test are presented in the paper.
Objective: The purpose of this study was to identify kinematic variables that govern successful performance and judges' scores and to establish correlative relationships among those of Yurchenko layout with a full twist in female vaults. Method: Four video cameras with sampling rate of 60 Hz collected 32 motion data of Yurchenko vaults from twenty-two female participants (age: $18.6{\pm}3.6years$, height: $153.0{\pm}6.5cm$, mass: $44.7{\pm}7.3kg$) during national competition. Posting processing and calculations of kinematic variables were performed in Kwon 3D XP and $Matlab^{(R)}$ programs. Correlation and regression analyses were applied to find the relationships between the obtained scores and kinematic variables. Deterministic model (Hay & Reid, 1988) was used to investigate the strength of correlative relationships among kinematic variables. Results: The obtained scores from the judges' decision were mainly affected by post-flight peak height, horse contact time, knee angle at landing, and horse takeoff angle. Strong blocking during horse contact was required to get successful performance and obtain high scores. Modified deterministic model showed that round-off entrance and takeoff angles and resultant velocity of the center of mass (CM) during the roundoff phase were the starting variables affecting performance in the following kinematics. Knee angle at landing, a highly influential variable on the obtained point, was only determined by judges' decision without significant correlative relationship with previous kinematic variables. Conclusion: The obtained scores highly depended on kinematic variables of post-flight and horse contact phases that were affected by those from the previous phases including round-off postures and resultant velocity of the body center of mass.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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