Kim, Min-Seong;Jo, Sang-Young;Koo, Young-Mok;Jeong, Yang-Gun;Han, Sung-Hyun
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.19
no.1
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pp.1-9
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2016
In this paper, we propose a new learning control scheme for various walk motion control of biped robot with same learning-base by neural network. We show that learning control algorithm based on the neural network is significantly more attractive intelligent controller design than previous traditional forms of control systems. A multi layer back propagation neural network identification is simulated to obtain a dynamic model of biped robot. Once the neural network has learned, the other neural network control is designed for various trajectory tracking control with same learning-base. The biped robots have been received increased attention due to several properties such as its human like mobility and the high-order dynamic equation. These properties enable the biped robots to perform the dangerous works instead of human beings. Thus, the stable walking control of the biped robots is a fundamentally hot issue and has been studied by many researchers. However, legged locomotion, it is difficult to control the biped robots. Besides, unlike the robot manipulator, the biped robot has an uncontrollable degree of freedom playing a dominant role for the stability of their locomotion in the biped robot dynamics. From the simulation and experiments the reliability of iterative learning control was illustrated.
This paper presents a robust control scheme of free-joint manipulators to overcome actuator failures and uncertain-ties in Cartesian space where tasks are planned. The control scheme has the adaptation law for the upper bound on the norm of uncertainties through the Lyapunov function approach. To solve the dynamic singularity problem in the controller, the singular and nonsingular regions are investigated based on a computer simulation. Then a singularity-free Cartesian trajectory planning is achieved in order to guarantee the availability of the control scheme. To illustrate the validity of the proposed control scheme, simulation results for a three-link planar robot arm with a free joint are shown.
This paper presents a new approach to the design of self-tuning adaptive control system that is robust to the changing dynamic configuration as well as to the load variation factors using Digital signal processors for robot manipulators. TMS32OC50 is used in implementing real-time adaptive control algorithms to provide advanced performance for robot manipulator. In this paper, an adaptive control scheme is proposed in order to design the pole-placement self-tuning controller which can reject the offset due to any load disturbance without a detailed description of robot dynamics. Parameters of discrete-time difference model are estimated by the recursive least-square identification algorithm, and controller parameters are determined by the pole-placement method. Performance of self-tuning adaptive controller is illustrated by the simulation and experiment for a SCARA robot.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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v.3
no.4
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pp.552-563
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2005
In this paper, we propose a wavelet based fuzzy neural network (WFNN) based direct adaptive control scheme for the solution of the tracking problem of mobile robots. To design a controller, we present a WFNN structure that merges the advantages of the neural network, fuzzy model and wavelet transform. The basic idea of our WFNN structure is to realize the process of fuzzy reasoning of the wavelet fuzzy system by the structure of a neural network and to make the parameters of fuzzy reasoning be expressed by the connection weights of a neural network. In our control system, the control signals are directly obtained to minimize the difference between the reference track and the pose of a mobile robot via the gradient descent (GD) method. In addition, an approach that uses adaptive learning rates for training of the WFNN controller is driven via a Lyapunov stability analysis to guarantee fast convergence, that is, learning rates are adaptively determined to rapidly minimize the state errors of a mobile robot. Finally, to evaluate the performance of the proposed direct adaptive control system using the WFNN controller, we compare the control results of the WFNN controller with those of the FNN, the WNN and the WFM controllers.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.12
no.2
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pp.154-160
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2006
Instantaneous reaction and intelligence are required for autonomous mobile robots to achieve multiple goals in the unpredictable and dynamic environments. Design of the appropriate control architecture and clear definitions of systems are needed to construct and control these robots. This research proposes the hybrid deliberative/reactive control architecture which consists of three layers and uses the method of software structure design. The highest layer, Deliberative Layer makes the overall run-time schedule for navigation and/or manipulation, and the middle layer, Task Execution Layer carries out various missions. The lowest layer, Reactive Layer enables a robot to react rapidly in the dynamic environment and controls the mechanical devices concurrently. This paper proposes independent system supervisors called Manager to reuse the modules so that the Manager supports common use of the system and multi-processing tasks. It is shown that the mobile robot based on the proposed control scheme can perform the basic navigation and cope with the dynamic obstacles reasonably well.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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v.7
no.2
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pp.96-101
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2007
Neural networks are known as kinds of intelligent strategies since they have learning capability. There are various their applications from intelligent control fields; however, their applications have limits from the point that the stability of the intelligent control systems is not usually guaranteed. In this paper we propose an adaptive tracking control for robot manipulators using the radial basis function network (RBFN) that is e. kind of neural networks. Adaptation laws for parameters of the RBFN are developed based on the Lyapunov stability theory to guarantee the stability of the overall control scheme. Filtered tracking errors between actual outputs and desired outputs are discussed in the sense of the uniformly ultimately boundedness(UUB). Additionally, it is also shown that parameters of the RBFN are bounded. Experimental results for a SCARA-type robot manipulator show that the proposed adaptive tracking controller is adaptable to the environment changes and is more robust than the conventional PID controller and the neuro-controller based on the multilayer perceptron.
Park, Myoung-Kuk;Chung, Woo-Jin;Kim, Mun-Sang;Song, Jae-Bok
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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2003.10a
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pp.1190-1195
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2003
In this paper, it is shown how a robot with n passive trailers can be controlled in backward direction. When driving backward direction, a kinematic model of the system is represented highly nonlinear equations. The problem is formulated as a trajectory following problem, rather than control of independent generalized coordinates. Also, the state and input saturation problems are formulated as a trajectory generation problem. The trajectory is traced by a rear hinge point of the last trailer, and reference trajectories include line segments, circular shapes and rectangular turns. Experimental verifications were carried out with the PSR-2(public service robot $2^{nd}$ version) with three passive trailers. Experimental result showed that the backward motion control can be successfully carried out using the proposed control scheme.
Proceedings of the Korean Society of Machine Tool Engineers Conference
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1997.10a
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pp.82-87
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1997
This paper presents a new approach to the design of cruise control system of a mobile robot with two drive wheel. The proposed control scheme uses a Gaussian function as a unit function in the fuzzy-neural network, and back propagation algorithm to train the fuzzy-neural network controller in the framework of the specialized learning architecture. It is proposed a learning controller consisting of two neural network-fuzzy based on independent reasoning and a connection net with fixed weights to simply the neural networks-fuzzy. The performance of the proposed controller is shown by performing the computer simulation for trajectory tracking of the speed and azimuth of a mobile robot driven by two independent wheels.
This paper presents a new approach to the design of speed and azimuth control of a mobile robot with two drive wheels. The proposed control scheme uses a Gaussian function as a unit function in the neural-fuzzy network and back propagation algorithm to train the neural-fuzzy network controller in the framework of the specialized learning architecture. It is proposed to a learned controller with two neural-fuzzy networks based on an independent reasoning and a connection net with fixed weights to simplify the neural-fuzzy network. The performance of the proposed controller can be seen by the computer simulation for trajectory tracking of the speed and azimuth of a mobile robot driven by two independent wheels.
This paper presents a controller design to coordinate a robot manipulator under unknown system parameters and bounded disturbance inputs. To control the motion of the manipulator, an inverse dynamics control scheme is applied. Since parameters of the robot manipulators such as mass and inertia are not perfectly known, the difference between the actual and estimated parameters works as a disturbance force. To identify the unknown parameters, an inproved adaptive control algorithm is directly derived from a chosen Lyapunov's function candidate based on the Lyapunov's Second Method. A robust control algorithm is devised to counteract the bounded disturbance inputs such as contact forces and disturbing force coming from the difference between th actual and the estimated system parameters. Numerical examples are shown using three degree-of-freedom planar arm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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