• 한국정밀공학회지
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• 제19권2호
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• pp.126-132
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• 2002

Robot manipulator has highly nonlinear dynamics. Therefore the control of multi-link robot arms is a challenging and difficult problem. In this paper an independent joint adaptive fuzzy sliding mode scheme is developed leer control of robot manipulators. The proposed scheme does not require an accurate manipulator dynamic model, yet it guarantees asymptotic trajectory tracking despite gross robot parameter variations. Numerical simulation for independent joint control of a 3-axis PUMA arm will also be included.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권6호
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• pp.55-61
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• 2003

Control of multi-link robot arms is a challenging and difficult problem because of the highly nonlinear dynamics. Independent joint adaptive scheme is developed for control of robot manipulators based on Sugeno-type of fuzzy logic. Fuzzy logic system is used to approximate the coupling forces among the joints, coriolis force, centrifugal force, gravitational force, and frictional forces. The proposed scheme does not require an accurate manipulator dynamic, and it is proved that closed-loop system is asymptotic stable despite the gross robot parameter variations. Numerical simulations for three-axis PUMA robot are included to show the effectiveness of controller.

• 산업기술연구
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• 제18권
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• pp.289-293
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• 1998

In a independent joint servo control of robots, the performance of the control is influenced greatly by the joint interaction torques including Coriolis and centrifugal forces. These act as disturbance torques to the control system. As the speed of the robot increases, the effect of this disturbance torque increase, and makes the high speed - high precision control more difficult to achieve. In this paper, a solution to the optimal path placement problem is presented that minimizes the joint disturbance torque during a straight line motion. The proposed method is illustrated using computer simulation. The proposed solution method can be applied to the class of robots that are controlled by independent joint servo control, which includes the vast majority of industrial robots.

• 기계저널
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• 제31권7호
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• pp.626-635
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• 1991

직접구동 로봇의 특성과 문제점에 대하여 기술하고 기계설계와 제어방식에 의한 대책 및 개선 방향을 해설하였다. 직접구동 로봇은 고속, 고정밀도, 토크제어의 가능 등 여러 가지 좋은 잠재 력을 가지고 있는 반면 자체 중량에 비하여 가반중량이 작고 관절 간의 간섭 및 비선형력이 크며 부하감도가 높은 등의 문제점이 있음을 나타내고 모터의 배치나 기구의 변환에 의해 이와 같은 문제점을 어느 정도 개선할 수 있음을 보였다. 또한 비간섭 . 자세독립제어, 토크피드백 제어에 의하여 직접구동의 장점을 충분히 활용하기 위해서는 아직도 해결하여야 할 문제가 많다. 그 중에 무엇보다도 중요한 것은 소형 경량이면서 높은 토크를 발생시킬 수 있는 모터의 개발이다. 최근 초음파 모터의 연구개발이 활발한데 이를 이용한 직접구동 모터의 개발이 기대된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.342-348
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• 1998

A majority of industrial robots are controlled by a simple joint servo control of joint actuators. In this type of control, the performance of control is greatly influenced by the joint interaction torques including Coriolis and centrifugal forces, which act as disturbance torques to the control system. As the speed of the robot increases, the effect of this disturbance torque increases, and hence makes the high speed - high precision control more difficult to achieve. In this paper, the joint disturbance torque of robots is analyzed. The joint disturbance torque is defined using the coefficients of dynamic equation of motion, and for the case of a 2 DOF planar robot, the conditions for the minimum and maximum joint disturbance torques are identified, and the effect of link parameters and joint variables on the joint disturbance torque are examined. Then, a solution to the optimal path placement problem is propose that minimizes the joint disturbance torque during a straight line motion. The proposed method is illustrated using computer simulation. The proposed solution method can be applied to a class of robots that are controlled by independent joint servo control, which includes the vast majority of industrial robots.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.388-397
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• 2009

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.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제54차 하계학술대회논문집 24권2호
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• pp.235-236
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• 2016

본 연구에서는 고 성능 마이크로프로세서를 이용한 공기조형물의 관절 구동과 센서의 환경 인식에 능동적으로 대처할 수 있는 시스템을 연구하였다. 객체기반의 공기조형물용 모션제어 시스템은 단일 제어기로의 역할보다 시스템 구성요소로서의 역할이 매우 중요해지므로 시스템 전체의 제어기로 확장시켜 사용하는 방향으로 전환되어야 한다. 본 연구에서는 시스템의 구동과 환경에 능동적으로 대처할 수 있는 객체기반 공기조형물을 연구하였다. 모터제어 방법에 있어 CAN(Controller Area Network) 네트워크를 방식을 통하여 제어를 수행하는 분산제어방식으로 수행하였다. CAN방식은 모션제어 시스템에 도입하여 주 제어기가 하위 제어기에 네트워크를 통하여 명령을 내리며 하위제어기는 주어진 위치 및 속도명령에 대하여 분산적으로 제어를 수행하였다. 따라서 CAN방식을 사용하여 각 제어기의 독립성과 처리속도를 증대시키고 공기조형물의 기능별 확장이 용이하도록 구성하였다. 제어기의 환경은 시스템을 총체적으로 조화롭게 제어할 수 있는 시스템으로의 역할이 중요시되어 이에 맞도록 설계방안을 연구하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.485-492
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• 2006

본 논문은 휴머노이드 로봇 ISHURO의 분산 제어를 위한 네트웍 구현에 대해 다루고 있다. 일반적으로 휴머노이드형 로봇은 기구학적으로 유연한 동작을 위해 다수의 자유도가 필요하다. 이를 구현하기 위해서는 중앙에서 일괄적으로 처리 하는 것 보다 간결 하면서도 유연성을 줄 수 있는 분산 처리 방법이 선호되고 있다. 분산 처리를 위한 제어기를 구성할 때는 로봇의 모터를 독립적으로 제어하기 위한 제어기가 별도로 필요하며 모듈 간에는 정해진 시간 내에 데이터를 교환할 수 있는 통신 기법이 필요하다. ISHURO의 각 관절은 자체 내에 독립된 DSP를 내장하고 있으며 CAN 네트웍을 이용하여 모듈간의 통신을 하여 구동기를 재어하거나 센서의 값을 모니터링 할 수 있게 되어 있다. 본 논문에서는 이를 위한 통신 구조를 제안하고 필요한 전송 메시지를 정의하고, 전송시간을 분석하여 로봇 분산 제어기 구조에 적절한 전송 프로토콜을 제시하였다. 모든 과정은 Matlab을 이용하여 컴퓨터모의실험을 수행하였고 실제 휴머노이드 로봇에 적용하여 보행실험을 통해 검증 하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권7호
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• pp.568-577
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• 2000

In this paper for an object grasped by a robot hand to work in stiffness control domain we first investigate the number of fingers for successful stiffness modulation in the object operational space. Next we propose a new compliance control method for robot hands which consist of two steps. RIFDS(Resolved Inter-Finger Decoupling Solver) is to decompose the desired compliance characteristic specified in the op-erational space into the compliance characteristic in the fingertip space without inter-finger coupling and RIJDS(Resolved Inter-Joint Decoupling Solver) is to decompose the fingertip space without inter-finger coupling and RIJDS(Resolved inter-Joint Decoupling Solver) is to decompose the compliance characteristic in the finger-tip space into the compliance characteristic given in the joint space without inter-joint coupling. Based on the analysis results the finger structure should be biominetic in the sense that either kniematic redundancy or force redundancy are required to implement the proposed compliance control scheme, Five-bar fingered robot hands are used as an illustrative example to implement the proposed compliance control method. To show the effectiveness of the proposed compliance control method simulations are performed for two-fingered and three-fingered robot hands.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.1433-1436
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• 2005

임베디드 시스템의 발전으로 현재 진보된 로봇 시스템들은 운영 체제, 비젼 시스템 및 센서 시스템들을 별도의 호스트 PC의 도움 없이 독립적으로 탑재하여 가동 시킬 수 있다. 본 논문에서는 임베디드 시스템을 이용한 SBER (Small Biped Entertainment Robot)에 필요한 로봇의 제어기 구조와 로봇에 최적화된 임베디드 시스템을 구현한다. 또한 주 프로세서와 주 컨트롤러를 탑재한 최적화된 소형 엔터테인먼트 이족 로봇 개발을 목적으로 한다. SBER은 TI사의 DSP인 TMS320LF2407A를 로봇의 주 컨트롤러로 사용하여 로봇의 관절 제어를 통한 기본적인 보행 실험과 음원의 위치를 파악하기 위한 음원 위치 추적 문제를(Sound Localization) 수행한다. 또한 Intel사의 PXA255A를 주 프로세서로 사용하여 연산량이 높은 영상처리 알고리즘과 감정 표현, 장애물 인식 및 장애물 회피를 적용하여 보다 지능적인 로봇 시스템을 구현한다.