• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1786-1790
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• 2004

The main objective of this paper is to analyze the performance of various force control algorithms in improving and adjusting the compliance of industrial robots in contact with their environment. Some of fundamental force control algorithms such as sensorless control, impedance control and hybrid position/force control are theoretically analyzed and simulated for various situations of an environment, and then a series of experiments using them were performed. In this paper, a control scheme to use position control in implementing the impedance control was investigated in order to nullify the effect of joint friction. The new reference trajectory is generated using contact force feedback and original desired trajectory. And an inner position control loop is designed to provide accurate position tracking for the new reference trajectory and good disturbance rejection. Experiments to insert a peg in a hole (so-called the peg-in-a-hole task) were performed with HILS (hardware-in-theloop simulation) system based on the results of the analyses and simulations on the characteristics of each control algorithm. The experiments showed that various force control methods improved the performance of robots in close contact with the environment by adjusting their compliance with respect to an arbitrary set of coordinates.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제2권1호
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• pp.62-68
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• 2000

Fixtures are used in almost all phases of machining and assembly to position and hold a part accurately. The class of fixture which consists of 3 locators and 1 clamp(3L/1C) is known as the minimal set that can provide form closure which is a kinematic constraint condition for preventing all planar motions. This type of fixtures has advantages in terms of the number of fixture elements required, the time for clamping, and so on. However it is not widely used in industry because reliable loading scheme has not been reported. In this paper, we propose a method to load the class of 3L/1C fixtures using compliant motions. The planner is developed for synthesizing compliant motions to achieve precise final fixture configuration in the presence of sensing and control uncertainties. A novel approach to eliminate uncertainty in part orientation by adding one extra fixture element called an aligning pin is proposed.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권2호
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• pp.188-196
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• 2000

In this paper, our aim is to develop a model for two cooperating flexible manipulators handling a rigid object by using lumped parameters. This model is in turn analyzed on MATLAB. In order to validate the model, a precise simulation model is developed using $ADAMS^{TM}$ (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System). Moreover, to clarify the discussion, the motions of a dual-arm experimental flexible manipulator are considered. Using the developed model, we control a robotic system with a symmetric hybrid position/force control scheme. Finally, experiments and simulations are performed, and a comparison of simulation results with experimental results is given to a rerify the validity of our model.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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• pp.117-122
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• 1992

The fuzzy-neural hybrid control system utilizing the fuzzy-neural network(FNN) will be presented in this paper. The basic structure of the controller is the parallel combination of a conventional P-controller and a FNN. Such a combination can guarantee the stability of a plant at initial stage before the rules are completely created. And a method how to automatically tunning the parameters of the FNN will be proposed with error back-propagation(BP) algorithm. Finally the effectiveness of the proposed strategy will be verified by computer simulations using a two DOF robot manipulator.

• 로봇학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.283-290
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• 2021

We propose a task and motion planning algorithm for clearing obstacles and wiping surfaces, which is essential for surface disinfection during the pathogen disinfection process. The proposed task and motion planning algorithm determines task parameters such as grasping pose and placement location during the planning process without using pre-specified or discretized values. Furthermore, to quickly inspect many unit motions, we propose a motion feasibility prediction algorithm consisting of collision checking and an SVM model for inverse mechanics and self-collision prediction. Planning time analysis shows that the feasibility prediction algorithm can significantly increase the planning speed and success rates in situations with multiple obstacles. Finally, we implemented a hierarchical control scheme to enable wiping motion while following a planner-generated joint trajectory. We verified our planning and control framework by conducted an obstacle-clearing and surface wiping experiment in a simulated disinfection environment.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.55-64
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• 1990

직류 전동기의 위치 및 속도 제어를 위해 그동안 주로 사용해 왔던 고전적인 선형 PID 제어 알고리듬을 사용하여 왔으나, 주위환경의 변화나 부하의 변경 또는 외란과 같은 비션형 요소들로 인해 실제 시스템의 모델링에는 많은 제한이 따랐다. 이 문제를 해결하기 위해 시스템의 모델링 없이 매개변수들을 온라인으로 추정하여 식별할 수 있는 PID 자기 동조기의 설계 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 극 배치 PID 자기 동조 제어기의 설계 기법을 제안하고, 각각의 제어기 매개변수들을 추정하기 위하여 순환 최소자승 알고리듬을 사용하야T으며, Diophantine 방정식의 도입으로 인한 4개의 추가매개 변수들을 추정된 제어기 매개변수들을 이용하여 새롭게 유도된 방정식에서 구하였다. 제안된 제어기의 성능을 평가하기 위하여 최소, 비최소 위상 시스템에 대한 시뮬레이션을 하였고 실제 로보트 매니플레이터용 DC 서어보 전동기에 대하여 무부하와 부하 실험을 거쳐 그 특성이 양호함을 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권4호
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• pp.102-111
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• 1994

This article deals with the problem of designing a robust algorithm for the motion control of robot manipulator whose nonlinear dynamics contain various uncertainties. To ensure high performance of control system, a model-based feedforward compensation with continuous robust control has been developed. The control structure based on the deterministic approach consists of two parts : the nominal control law is first introduced to stabilize the system without uncertainties, then a robust nonlinear control law is adopted to compensate for both the resulting errors(or structured uncertainties) and unstructured uncertainties. The uncertainties assumed in this study are bounded by polynomials in the Euclidean norms of system states with known bounding coefficients. The presented control scheme is relatively simple as well as computationally efficient. With a feasible class of desired trajectories, the proposed control law provides sufficient criteria which guarantee that all possible responses of the closed-loop system are uniformly ultimately bounded in the presence of uncertainties. Therefore, the control algorithm proposed is shown to be robust with respect to the involved uncertainties.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.1139-1144
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• 2012

산업용 로봇의 하중률은 1대 10에서 1대 30이고, 3대 1의 하중률을 가지는 인간과 비교하여 매우 낮다. 다음 세대 로봇의 목표 중에 하나는 하중률이 될 것이고, 이것은 가벼운 로봇을 개발함으로 가능할 것이다. 2관절 유연한 로봇팔은 관절 축을 회전할 때 진동이 발생한다. 본 논문에서는 유연한 로봇팔의 진동 동력학은 오일러 베르누이의 보 이론과 라그랑지 방정식을 이용하여 구하였고, $\dot{D}-2C$가 skew symmetric이다는 사실을 사용하여, 계산량을 줄이는 리아프노프 안정도 이론을 이용한 단순한 구조의 새로운 제어기를 제안한다. 2링크 유연한 로봇에 대한 확정적인 적응제어 법칙을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 보인다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제41권3호
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• pp.17-24
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• 2004

동일한 작업을 반복하여 수행하는 불확실한 로봇 시스템을 위한 P형 반복 학습 제어기를 제안한다. 제안된 반복 학습 제어기는 조인트 위치 오차로 구성되는 선형 피드백 제어기와 현재의 조인트 속도 오차로 갱신되는 피드포워드 및 피드백 학습 제어기로 구성된다. 반복 작업 동작이 계속 진행됨에 따라 조인트 위치와 속도 오차는 균일하게 0으로 수렴한다. 반복 횟수에 따라 변화하는 학습 이득을 채택함으로서 반복 횟수 영역에서 임의적으로 수렴 비율을 조절할 수 있는 조인트 위치, 속도 오차한계를 제시하고, 조인트 위치와 속도 오차는 그 한계 내에서 반복 횟수 영역에서 0으로 수렴한다. 기존의 P형 반복 학습 제어기와는 달리 제안된 반복 학습 제어 알고리즘은 학습 이득을 적절하게 설계함으로써 반복 횟수 영역에서 오차 수렴 비율의 분석과 조정을 가능하게 하는 장점이 있다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제46권2호
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• pp.33-45
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• 2009

본 논문은 실제적인 제약, 컴퓨팅 시간 지연, 양자화를 고려하여 퍼지 모델을 기초로 한 제어기를 트럭-트레일러 타입의 모바일 로봇의 귀환 제어기에 적용하여 설계하였다. 퍼지 귀환 제어기의 출력은 단위 샘플링 시간동안 지연되므로 이를 예측하여 설계하였다. 시간 지연을 고려한 해석 및 디자인 문제는 제안된 제어기가 샘플링 시간과 동기되어 있기 때문에 쉽게 해결된다. 또한 퍼지 제어기 구조 개발 시 양자화가 이루어지기 때문에 안정성 있는 해석이 가능하고 양자화 이외에 발생하는 사소한 문제도 역시 안정함을 보여주므로, 양자화한 시스템은 일반적으로는 극단적인 수렴을 한다. 실험결과에서 제안된 시스템의 효율성이 증명됨을 볼 수 있다.