• Title/Summary/Keyword: 관절공간 제어

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Unified Motion and Force Control of JS-10 Robot Manipulator Based on Operational Space and 3D CAD (작업공간과 3D CAD를 기반으로 하는 JS-10 매니플레이터의 운동과 힘의 통합제어)

  • Ahn, D.S.;Nguyen, Van Phuc
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.16 no.3
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    • pp.57-63
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    • 2012
  • 본 논문은 작업공간상에서 로봇 운동과 힘의 통합제어를 구현할 수 있는 플랫폼의 구현에 초점을 두고 있다. 조립 또는 디버링 같은 접촉작업에서의 매니플레이터 효율성 제고나 친 인간 환경에서의 휴머노이드 로봇의 안정성을 위해서는 종래의 PID 제어나 관절공간상에서의 CTM(Computed Torque Method) 제어보다는 작업공간상에서의 운동과 힘의 통합제어를 실시해야 한다. 이것을 위해서는 작업공간상에서의 엔드이펙트(end-effector, E-E)에 대한 동역학식과 자코비안(jacobian)을 도출해야 하며 이를 위해서는 각종 동적파라미터의 정확한 동정이 중요하다. 본 논문에서는 3D CAD 모델링, MATLAB, 동역학 시뮬레이터를 활용하여 로봇 모델링, 동역학식과 동적 파라미터 추출, 운동과 힘의 실시간 통합제어 시뮬레이션등을 쉽고 일관되게 진행할 수 있는 플랫폼을 구현하였고 적용예로써 JS-10로봇을 택해서 그 효용성을 입증하였다.

Multi-joint robot control scheme in a 3D Cartesian coordinate system (3차원 데카르트 좌표계에서의 다 관절 로봇 제어 기법)

  • Paeng, Daewon;Ki, Jiyeon;Lim, Areum
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2021.11a
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    • pp.1091-1092
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    • 2021
  • 본 논문은 3차원 데카르트 좌표계에 따른 다 관절 로봇 제어의 제어 알고리즘을 제안하려 한다. 제안 기법을 통해 놓고자 하는 좌표 공간의 값을 통해 서보 모터가 취해야 할 각도 값을 구할 수 있고, 이를 통해 다 관절 로봇을 보다 쉽게 제어할 수 있다.

A Position Control for a Parallel Stage with 6 degrees of freedom Using Magnetic Actuators (전자기 구동장치를 이용한 병렬형 6자유도 스테이지의 위치제어)

  • Lee Se-Han
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.22 no.7 s.172
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    • pp.102-111
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    • 2005
  • In this paper, we address a position control for a parallel stage, which is levitated and driven by electric magnetic force. This consists of a levitating object (called platen) with 4 permanent magnetic linear synchronous motors in parallel. Each motor generates vertical force for suspension against gravity and propulsion force horizontally as well. This stage can generate six degrees of freedom motion by the vertical and horizontal force. A dynamic equation of the stage system is derived based on Newton-Euler method and it's special Jacobian matrix describing a relation between the limited velocity and Cartesian velocity is done. There are proposed two control methods for positioning which are Cartesian space controller and Actuator space controller. The control performance of the Cartesian space controller is better than the Actuator space controller in task space trajectory while the Actuator space controller is simpler than the Cartesian space controller in controller realization.

Adaptive Control of a Robot Manipulator in Operational Space (작업공간에서 로보트 매니퓰레이터의 적응 제어)

  • 정용철;임달호
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.13 no.4
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    • pp.340-351
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    • 1988
  • Up to now, hybrid torque/position control of robot manipulator have been researched under the assumption that link mass and/or load are known. This paper proposes a torque and position control method under unknown mass of links or load of a robot manipulator and the method extend control in joint space to control in operational space. In the method, known parameters are used to estimate unknown parameter. We illustrate the theory with some simulations and show that the result is effective.

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Joint Space Trajectory Planning on RTOS (실시간 운영체제에서 관절 공간 궤적 생성)

  • Yang, Gil-Jin;Choi, Byoung-Wook
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.24 no.1
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    • pp.52-57
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    • 2014
  • This paper presents an implementation of a smooth path planning method considering physical limits on a real time operating system for a two-wheel mobile robot. A Bezier curve is utilized to make a smooth path considering a robot's position and direction angle through the defined path. A convolution operator is used to generate the center velocity trajectory to travel the distance of the planned path while satisfying the physical limits. The joint space velocity is computed to drive the two-wheel mobile robot from the center velocity. Trajectory planning, velocity command according to the planned trajectory, and monitoring of encoder data are implemented with a multi-tasking system. And the synchronization of tasks is performed with a real-time mechanism of Event Flag. A real time system with multi-tasks is implemented and the result is compared with a non-real-time system in terms of path tracking to the designed path. The result shows the usefulness of a real-time multi-tasking system to the control system which requires real-time features.

Adaptive Torgue and Position Control of a Robot Manipulator (로보트 매니퓰레이터의 적응 토오크및 위치 제어)

  • 정용철;임달호
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.13 no.3
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    • pp.260-269
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    • 1988
  • Conventional torque and position control scheme is developed to control a robot manipulator using the knowing mass of links of load. This paper presents a torque and position control method which performs under unknown mass of links or load. This method takes full advantage of known parameters and servo error in joint coordinate space. We illutrate the theory with some simulations and show that the results is effective.

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A Design of Fuzzy Control System for Moving Object Tracking (이동물체 추적을 위한 퍼지제어 시스템 설계)

  • 강석범;김재기;양태규
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.5 no.4
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    • pp.738-745
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    • 2001
  • In this paper, when the moving object move to the three-dimentional space, the tracking system track the moving object using the fuzzy reasoning. The joint angle el of the manipulator rotate from $0^{\circ}\; to\; 360^{\circ}$ , and the joint angle $\theta_2$rotate from$0^{\circ}\; to\; 360^{\circ}$. The fuzzy singleton is used for fuzzification and the control rule is twenty five and the fuzzy inference method is simplified Mamdani's reasoning and the defuzzification is the SCOG(Simplified Center Of Gravity) of the fuzzy controller To measure of the performance of the designed system, the fuzzy controller is compared with the CTM(Computed Torque Method) controller at the same condition. when the disturbance torque is ON, the both of CTM and fuzzy controller tracked object without error, However, the disturbance torque changed 0.4N, the CTM controller is 10 times greater than fuzzy controller at the sum of absolute error difference. The designed system is showed it's robustness against with disturbance.

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Motion Simplification using Joint Posture Clustering (JPC) (관절 자세 군집화(JPC)를 활용한 모션 단순화 기법)

  • Ahn, Jung-Hyun;Wohn, Kwang-Yun
    • Journal of the Korea Computer Graphics Society
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    • v.10 no.2
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    • pp.42-50
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    • 2004
  • 캐릭터 애니메이션 기술의 발달로 가상공간에 애니메이트되는 캐릭터의 수가 점점 증가되고 있으며, 캐릭터 자체 골격구조의 관절 개수와 캐릭터를 덮고 있는 메쉬의 폴리곤 개수도 점점 증가하는 추세이다. 따라서, 실시간 가상환경에서 다수의 캐릭터를 전처리 과정 없이 시뮬레이션할 경우 전체 군중시스템 성능의 저하가 예상된다. 본 논문에서는, 이러한 문제점을 해결하기 위해 모션 다단계(motion level-of-detail) 기법을 제시한다. 모션 단순화 기법은 캐릭터의 움직임을 제어하는 골격(관절)구조와 캐릭터의 형태를 시각적으로 표현하는 기하(메쉬)구조를 단순화 하는 방법으로 기존 동작과 단순화된 동작의 차이를 최소화 한다. 골격구조 단순화를 위한 JPC(joint posture clustering)방법은 특정 관절의 연속된 모션 시퀀스에서의 유사 자세 집단을 추출하여 하나의 자세로 표현하는 방법으로, 모션의 특성에 따라 동적으로 관절을 단순화하여 관절 시뮬레이션 시간을 줄이는 방법이다. JPC방법은 골격구조가 시간에 따라 동적으로 변형되기 때문에 골격구조의 계층구조를 재 구축할 시간이 필요하지만, 기존 동작과 유사성을 잃지 않는 단순화된 동작 생성이 가능하다. 유사 자세 집단을 추출하기 위해 전체 모션 시퀀스에서 관절의 프레임간 자세 차이를 수식화하여 테이블 형태로 구성하고 이를 통해 기존 동작의 유사성을 잃지 않으며 관절의 단순화 율을 최대화 할 수 있는 알고리즘을 제시한다. 또한, 실시간 군중 환경의 성능을 더욱 향상시키기 위해 시간에 따라 변형되는 캐릭터 메쉬의 단순화 기법을 적용한다. 실험결과 모션 다단계 기법은 실시간 군중환경에서 캐릭터의 수가 많고 복잡한 골격구조와 기하구조로 구성된 관절 궤적의 변화가 심하지 않은 동작에 대해 특히 효율적이다.

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Linear Visual Feedback Conrtol using Binocular Visual Space (양안 시공간을 이용한 Linear Visual Feedback Control)

  • Lim, Seung-Woo;Park, Chang-Kyun
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.14 no.6
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    • pp.74-79
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    • 1995
  • This paper proposes the stereo LVFC-Robot which Imitates eyes and arms of man. we derived linear approximation equation between visual space and joint space by minimum square method and then applied it to the proposed stereo LVFC-Robot. As a result of a simulation, its efficency is verified. Compared with the stereo VFC, the stereo LVFC Robot don't need the Image Jacobian and the Robot Jacobian. Thus it is possible to control Robot in real time.

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Balance Control Scheme of a Biped Robot using Geometrical Information of a Reference Object in an Input Image (영상에 포함된 참고물체의 기하학적 정보를 이용한 이족로봇의 균형제어기법)

  • Park, Sang-Beom;Han, Yeong-Jun;Han, Heon-Su
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.253-256
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    • 2007
  • 본 논문은 로봇이 영상을 통해 획득한 특정물체의 기하학적 정보를 이용하여 이족로봇이 안정적으로 보행할 수 있게 하기 위한 균형제어기법을 제안한다. 영상은 핀 홀 카메라 모델을 통해 획득하였으며, 영상에 포함되는 특정물체의 특징성분에 대한 변위와 로봇의 자세와의 상관관계는 핀 홀 카메라 모델을 이용하여 공간좌표계의 특징정보를 평면좌표계의 영상정보에 매칭시킨 후, 특징들의 변위에 따른 로봇 관절 좌표계의 변위를 추정하는 방법으로 구할 수 있었다. 본 논문에서 제안하는 균형제어기법은 별도의 센서없이 카메라만을 이용하여 이족보행 로봇의 균형제어가 가능하다는 장점을 가지며, 소형이족로붓을 이용한 실험을 통해 그 효율성을 검증하였다.

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