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한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems v.19 no.3, 2009년, pp.388 - 397  
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지능제어를 이용한 평면 여자유도 매니퓰레이터와 환경과의 상호작용에 관한 연구
Study on Interaction of Planar Redundant Manipulator with Environment based on Intelligent Control

유봉수    (창원대학교 제어계측공학과 대학원   ); 김신호    (창원대학교 제어계측공학과 대학원   ); 조중선    (창원대학교 제어계측공학과  );
  • 초록

    로봇 매니퓰레이터를 이용한 대부분의 작업은 환경과의 상호작용을 요구하며, 위치제어, 충돌제어 그리고 힘제어로 구성된다. 위치제어는 환경에 도착하는 방법을 의미하고, 환경에 접촉하는 순간은 충돌제어 문제를 야기하며, 힘제어는 환경과의 충돌후에 원하는 힘궤적을 유지하는 것이다. 이러한 세 가지 제어문제는 순차적으로 발생하므로, 각각의 제어 알고리즘은 독립적으로 개발되어야 한다. 특히 여자유도 매니퓰레이터에서 이러한 세 가지 제어문제는 독립된 중요한 연구 주제이다. 예를 들어, 관절 토크 최소화와 충격힘 최소화는 여자유도 매니퓰레이터의 대표적인 연구주제이다. 본 논문에서는 단일 작업을 통하여 세 가지 제어문제를 구성하였다. 위치제어는 각 관절의 토크와 토크변화 그리고 충돌 시의 충돌힘 최소화를 위하여 개발되었다. 따라서 충돌제어의 초기조건은 이전의 위치제어 알고리즘으로부터 최적화 되고, 그러한 제어 전략은 충돌제어의 결과를 개선시킨다. 유사하게, 힘제어 문제의 초기조건은 이전의 위치제어와 충돌제어로부터 간접적으로 최적화된다. 힘제어 알고리즘은 각 관절 토크와 힘외란 최소화시키는 개념을 사용하였다. 모의실험 결과는 제안된 알고리즘의 타당성을 보여준다.


    There are many tasks which require robotic manipulators interaction with environment. It consists of three control problems, i.e., position control, impact control and force control. The position control means the way of reaching to the environment. The moment of touching to the environment yields the impact control problem and the force control is to maintain the desired force trajectory after the impact with the environment. These three control problems occur in sequence, so each control algorithm can be developed independently. Especially for redundant manipulators, each of these three control problems has been important independent research topic. For example, joint torque minimization and impulse minimization are typical techniques for such control problems. The three control problems are considered as a single task in this paper. The position control strategy is developed to improve the performance of the task, i.e., minimization of the individual joint torques and impulse. Therefore, initial conditions of the impact control problem are optimized at the previous position control algorithm. Such a control strategy yields improved result of the impact control. Similarly, the initial conditions for the force control problem are indirectly optimized by the previous position control and impact control strategies. The force control algorithm uses the individual joint torque minimization concept. It also minimizes the force disturbances. The simulation results show the proposed control strategy works well.


  • 주제어

    여자유도 로봇 .   토크 최적화 .   충돌제어 .   힘제어 .   유전자 알고리즘 .   퍼지 로직 제어기.  

  • 참고문헌 (18)

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    18. S. Jung, T. C. Hsia and R. G. Bonitz, 'On force tracking impedance control with unknown environment stiffness,' in Proc. of IASTED International Conference on Robotics and Manufacturing, pp. 181-184, 1996 

 저자의 다른 논문

  • 유봉수 (7)

    1. 2002 "Cooperation of Time-delay for Internet-based Mobile Robot Using Fuzzy Logic" International journal of fuzzy logic and intelligent systems : IJFIS 2 (3): 179~184    
    2. 2003 "이동로봇의 원격제어를 위한 힘 반향 조이스틱의 개발" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 13 (1): 51~56    
    3. 2004 "새로운 퍼지 명령 스무딩 개념을 이용한 저가형 비자율주행 이동로봇의 원격제어" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 10 (9): 809~815    
    4. 2008 "지능제어를 이용한 평면 여자유도 매니퓰레이터의 충돌제어에 관한 연구" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems 18 (6): 787~796    
    5. 2010 "유압 굴삭기 붐의 급정지 시 발생하는 진동 억제에 관한 연구" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 27 (12): 33~40    
    6. 2012 "하이브리드 굴삭기의 에너지 관리 제어에 관한 연구" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 29 (12): 1304~1312    
  • 김신호 (0)

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