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퍼지 시스템을 이용한 이동로봇의 궤적제어
Tracking Control for Mobile Robot Based on Fuzzy Systems

박재훼   (부산대학교 메카트로닉스과정UU0000613  ); 이만형   (부산대학교 기계공학부UU0000613  );
  • 초록

    This paper describes a tracking control for the mobile robot based on fuzzy systems. Since the mobile robot has the nonholonomic constraints, these constraints should be considered to design a tracking controller for the mobile robot. One of the well-known tracking controllers for the mobile robot is the back-stepping controller. The conventional back-stepping controller includes the dynamics and kinematics of the mobile robot. The conventional back-stepping controller is affected by the derived velocity reference by a kinematic controller. To improve the performance of the conventional back-stepping controller, this paper uses the fuzzy systems known as the nonlinear controller. The new velocity reference for the back-stepping controller is derived through the fuzzy inference. Fuzzy rules are selected for gains of the kinematic controller. The produced velocity reference has properly considered the varying reference trajectories. Simulation results show that the proposed controller is more robust than the conventional back-stepping controller.


  • 주제어

    nonholonomic constraints .   mobile robot .   dynamics .   kinematics .   fuzzy systems .   back-stepping controller.  

  • 참고문헌 (12)

    1. 김무진, 이영진, 박성준, and 이만형,'신경회로망을 이용한 이동로봇의 정밀제어,' 제어.자동화.시스템공학회 논문지, vol. 6, no. 8, pp. 689-696, Aug. 2000 
    2. J. Yen and R. Langari, Fuzzy Logic: Intelligence, Control, and Information, Prentice-Hall, 1999 
    3. J.-S. R. Jang, C.-T. Sun, and E. Mizutani, Neuro-Fuzzy and Soft Computing, Prentice-Hall, 1997 
    4. Y. Kanayama, Y. Kimura, F. Miyazaki and T. Noguchi, 'A stable tracking control method for an autonomous mobile robot,' in Proc. IEEE Int. Conf. Robot and Automation, pp. 384-389,1990 
    5. W. E. Dixon, D. M. Dawson, E. Zergeroglu and A. Behal, Nonlinear Control of Wheeled Mobile Robots,' Springer, 2001 
    6. T. Fukao, H. Nakagawa, and N. Adachi, 'Adaptive tracking control of a nonholonomic mobile robot,' IEEE Trans. On Robotics and Automation, vol. 16, no. 5, pp. 609-615, Oct. 2000 
    7. Q. Zhang, J. Shippen, B. Jones, 'Robust backstepping and neural network control of a low quality nonholonomic mobile robot,' International Journal of Machine Tools & Manufacture, no. 39, pp. 1117-1134, 1999 
    8. B. d'Andrea Novel, G. Bastin, and G. Campion, 'Control of nonholonomic wheeled mobile robots by state feedback linearization', The International Journal of Robotics Research, vol. 14, no. 6, pp.543-559, 1995 
    9. B. d'Andrea Novel, G. Bastin, and G. Campion, 'Modeling and control of nonholonomic wheeled mobile robots,' Proceedings of the 19991 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Sacrameto, California, pp. 1130-1135, April, 1991 
    10. Z. Ping, J. and H. Nijmeijer, 'Tracking control of mobile robot: a case study in backstepping,' Automatica, vol. 33, no. 7, pp. 1393-1399, 1997 
    11. 김도우, 양해원, and 유지섭,'관로 검사로봇 자세의 퍼지 PID제어', 대한전기학회 논문지, vol. 49D, no. 8, pp. 473-480, Aug. 2000     
    12. R. Fierro and F. L. Lewis, 'Control of a nonholonomic mobile robot using nerual networks,' IEEE Trans. On Neural Networks, vol. 9, no. 4. , pp. 589-600, July, 1998 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Han, Jong-Ho ; Park, Sook-Hee ; Lee, Dong-Hyuk ; Noh, Kyung-Wook ; Lee, Jang-Myung 2014. "A Mobile Robot Estimating the Real-time Moving Sound Sources by using the Curvature Trajectory" 제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, 20(1): 48~57     

 저자의 다른 논문

  • Lee, Man-Hyung (98)

    1. 1985 "절삭공정의 적응제어에 관한 연구" 정밀공학 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 2 (3): 77~83    
    2. 1986 "적용제어에 의한 로보트매니퓰레이터 설계" 정밀공학 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 3 (1): 50~59    
    3. 1987 "SDINS의 좌표축 초기 직립에 관한 칼만 필터링 기법의 응용" 정밀공학 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 4 (4): 56~71    
    4. 1989 "MRAC 방식에 의한 비모형화 동특성을 갖는 로봇 매니퓰레이터의 안정한 제어 시스템 설계에 관한 연구" 大韓機械學會論文集 13 (6): 1346~1360    
    5. 1989 "라이노 로보트 매니퓰레이터의 동특성 미 실시간 최적추적제어에 관한 연구" 정밀공학 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 6 (1): 52~74    
    6. 1989 "가변구조제어계의 시변 슬라이딩 레짐에 관한 연구" 정밀공학 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 6 (2): 30~39    
    7. 1989 "LQG/LTR 방법을 이용한 터렛 서보시스템의 강인한 제어기 설계" 정밀공학 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 6 (2): 88~97    
    8. 1989 "적응제어기법에 의한 다관절 로보트 매니퓰레이터의 견실한 제어기 설계에 관한 연구" 정밀공학 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 6 (4): 108~118    
    9. 1990 "산업용 로보트매니플레이터 제어기의 성능향상에 관한 연구" 정밀공학 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 7 (4): 85~102    
    10. 1991 "가변구조제어에 의한 조준경 고각 안정화" 大韓機械學會論文集 15 (5): 1649~1656    

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