Abstract
Electric vehicles and robots are real-time distributed control systems composed of multiple drive subsystems using micro controller units. Each control subsystem should be modular, compact, power saving, interoperable and fault tolerable in order to be incorporated into the networked real-time distributed control system. Under the networked real-time distributed control the synchronization problem can be occurred to the position and orientation tracking control due to the load variance, mismatch and time delay between the multiple drive subsystems. This paper suggests two types of position synchronization control of the single link manipulators. One of them is composed of cross controller, Kalman filter and disturbance observer, and the other uses the generation of target trajectories to minimize the gradient vector of the scalar function which is composed of the sum of square errors between the reference input vector and the output vectors. The availability of the proposed control schemes is shown through the control experiments.
다중 구동기로 이루어진 실시간 분산제어시스템으로 전기자동차, 다중 로봇시스템 등을 들 수 있다. 이러한 시스템들에는 여러 개의 프로세서가 필수적으로 요구된다. 시스템 구성요소별로 프로세서를 내장한 제어 기기에는 모듈화, 소형화, 저전력화 및 상호운용가능성과 내고장성이 요구되며, 이를 위해서 제어시스템이 네트워크기반 실시간 분산제어시스템의 형태로 구현될 필요가 있다. 네트워크기반 실시간 분산제어시스템 구현 시 각 구동부간 동기화 문제에 의해 고속, 고정밀 및 고신뢰성을 갖는 것이 어렵다. 동기화 문제의 원인으로는 부하변동, 구동부간 동특성 불일치 및 구동부 제어기기간의 통신에 따른 시간지연을 들 수 있다. 본 연구에서는 연결 부하가 서로 다른 경우와 연결부하 뿐만 아니라 구동 모터의 동역학적 특성도 다른 경우의 단일 링크 머니퓰레이터에 대하여 외란관측기와 칼만 필터를 이용한 동기화 제어법과 목표치와 실측치 및 실측치들 사이의 에러 벡터의 노름에 대한 스칼라 함수를 정의하고 이 함수의 기울기 벡터를 최소화시키는 목표궤적을 이용한 동기화제어법을 제시하고 실험을 통하여 그 유용성을 확인한다.