• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2009년도 정보 및 제어 심포지움 논문집
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• pp.124-126
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• 2009

In this paper a pendulum-driven type spherical mobile robot is introduced. Many researchers have been studied about a spherical mobile robot. we developed a pendulum-driven type spherical mobile robot and analyzed mechanism of pendulum motion. Mechanism of pendulum motion applied to the robot. Consequently, we could verify the motion of the robot as motion of pendulum.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.888-894
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• 2005

In this paper, experimental studies of balancing a pendulum mounted on a wheeled drive mobile robot and its position control are presented. Main PID controllers are compensated by a neural network. Neural network learning algorithm is embedded on a DSP board and neural network controls the angle of the pendulum and the position of the mobile robot along with PID controllers. Uncertainties in system dynamics are compensated by a neural network in on-line fashion. Experimental results show that the performance of balancing of the pendulum and position tracking of the mobile robot is good.

• 로봇학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.289-297
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• 2009

This paper presents the development and control of a two wheeled car-like mobile robot using balancing mechanism whose heading control is done by turning the handle. The mobile inverted pendulum is a combined system of a mobile robot and an inverted pendulum system. A sensor fusion technique of low cost sensors such as a gyro sensor and a tilt sensor to measure the balancing angle of the inverted pendulum robot system accurately is implemented. Experimental studies of the trajectory following control task has been conducted by command of steering wheel while balancing.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권2호
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• pp.171-176
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• 2013

In this research a Self-Standable mobile Robot with standing arms based on an Wheeled Inverted Pendulum is developed. Almost existing mobile robots have wide planar shape that is statistically stable and it is sometimes hard for them to run or steer on a narrow road. A Wheeled Inverted Pendulum based mobile robot has vertical shape that is upright-running and easily steering on a narrow road. It, however, requires actively balancing control and never restores the shape once it falls down. This research develops a Self-Standable mobile robot which equips standing arms and is able to change its chassis' posture freely from planar to vertical shape or vice versa.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.157-163
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• 2011

본 논문에서는 ARS(Attitude Refrence System)를 이용하여 모바일 역진자 로봇의 수평유지와 주행을 위한 자세 제어를 연구하였다. 현재 미국 및 여러 나라에서는 모바일 역진자 로봇에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며 이를 이용한 세그 웨이 등을 개발하고 있다. 이러한 2자유도를 이용한 모바일 역진자 로봇은 다양한 모드로 움직일 수 있다. 모바일 역진자 로봇이 2바퀴로 수직 자세를 취하면 시스템이 안정을 취하기 위하여 항상 앞, 또는 뒤로 넘어지려는 성질을 가진다. 현재 자이로센서와 가속도센서를 혼합하는 알고리즘은 칼만필터가 일반적으로 이용되고있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서 ARS는 2축의 자이로 각(roll, pitch)과 3축의 가속도계 값(x, y, z)값으로 자세를 계산하도록 하였다. 본 논문은 자율주행시스템인 2발 로봇 시스템으로 간단하지만 원하는 성능을 발휘할 수 있는 ARS와 PID 알고리즘을 이용한 자세 제어를 실현하였다.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제15권2호
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• pp.126-131
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• 2015

Studies on the control of inverted pendulum type systems have been widely reported. This is because this type of system is a typical complex nonlinear system and may be a good model to verify the performance of a proposed control system. In this paper, we propose the design of two fuzzy logic control systems for the control of a Segway mobile robot which is an inverted pendulum type system. We first introduce a dynamic model of the Segway mobile robot and then analyze the system. We then propose the design of the fuzzy logic control system, which shows good performance for the control of any nonlinear system. In this paper, we here design two fuzzy logic control systems for the position and balance control of the Segway mobile robot. We demonstrate their usefulness through simulation examples. We also note the possibility of simplifying the design process and reducing the computational complexity. This possibility is the result of the skew symmetric property of the fuzzy rule tables of the system.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.715-716
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• 2008

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.652-658
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• 2010

본 논문에서는 밸런싱 메커니즘의 두 바퀴 형태의 이동로봇(Two Wheeled Mobile Robot:TWMR)을 구현하고 제어한다. TWMR은 역진자 시스템과 이동로봇을 합친 모바일 역진자 구조로 기존의 막대 형태의 진자대신 두 팔 달린 로봇 형태를 나타낸다. 각도와 위치에 대한 동시제어에 있어 외란에 대한 강건성을 부여하기 위해 RBF 신경회로망 제어 방식을 사용한다. 신경회로망 제어 방식으로는 입력보상 방식(RCT)을 사용하여 제어기의 성능을 실험을 통해 검증한다. 또한 원격으로 제어가능하게 하도록 시스템을 구현하여 실험하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.570-576
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• 2012

본 논문에서는 역진자 기구와 기립 암을 이용하여 직립주행이 가능한 이동로봇용 구동 플랫폼을 개발한다. 기존에 주류를 이루고 있는 이동로봇은 4륜 혹은 3륜으로 구동되고 있으므로 그 몸체는 정역학적으로 용이하게 안정성이 확보되는 특징을 갖고 있다. 기존의 이동로봇의 형태는 평면적으로 넓적한 형태의 정사각형 혹은 직사각형 형태를 갖고 있으므로 몸체의 조향을 위해서 독립구동륜형 혹은 조향형 차륜을 장치하고 있다. 이동로봇은 협소한 지형에서 90도로 굽은 통로를 주행할 때, 전후진을 반복하는 등 특별한 조향기법을 필요로 하거나 몸체의 평면적 때문에 물리적으로 조향이 불가능한 경우에 처하게 된다. 이 때, 이동로봇은 평면적이 작은 방향 즉, 직립된 상태로 몸체의 형상을 변형시켜 해당 지형을 주행함으로써 주행곤란 문제를 회피할 수 있다. 본 연구에서는 이동로봇의 몸체를 직립시킬 수 있는 기립 암과 역진자 기구가 결합된 구동 플랫폼을 제안한다.

• 로봇학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.108-117
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• 2011

This paper proposes an optimal ARS control of a two-wheel mobile inverted pendulum robot. Conventional researches are highly concentrated on the robust control of a mobile inverted pendulum on the flat ground, $i.e.$, mostly focus on the compensation of gyroscope signals. This newly proposed algorithm deals with a climbing control of a slanted surface based on the dynamic modeling using the conventional structure. During the climbing control of the robot, unexpected disturbance forces are essentially caused by the irregular contact force which comes from the irregular contact angle between the wheel and the terrain. The disturbances have effects on the optimal posture of the mobile robot to compensate the slanted angle. Therefore the dynamics equations through physical interpretation are derived for the selection of optimum climbing posture through ARS. Also using the ultrasonic sensor the slope information is obtained to compensate for the force of gravity. The control inputs are dynamically adjusted to climb up the slanted surface effectively. The proposed algorithm is demonstrated through the real experiments.