In this study an ANFIS-based trajectory tracking motion control algorithm is proposed for autonomous garage and parallel parking of a model car. The ANFIS controller is trained off-line using data set which obtained by Mandani fuzzy inference system and thereby the processing time decreases almost in half. The controller with a steering delay compensator is tuned through simulations performed under MATLAB/Simulink environment. Experiments are carried out with the model car for garage and parallel parking. The experimental results show that the trajectory tracking performance is satisfactory under various initial and road conditions
본 논문은 실내 환경에서의 엔터테인먼트 활용을 목적으로 쿼드로터형 비행체를 위한 비전 기반의 궤적 추종제어 시스템을 다룬다. 항공촬영 및 감시 등의 특수임무를 완수하기 위해 자율성이 강조되는 실외 비행체와 비교할 때, 엔터테인먼트를 목적으로 하는 실내 환경에서의 비행체를 위해서는 안정성 및 정밀성이 특히 고려된 호버링 및 궤적추종 기능 등이 요구된다. 이에, 본 논문은 동작생성, 자세추정, 궤적추종 모듈로 구성된 궤적추종 제어시스템을 제안한다. 동작생성 모듈은 매 시간에서의 3차원 자세로 기술되는 동작들에 대한 연속적인 시퀀스를 생성한다. 자세추정 모듈은 비행체에 장착된 원형 링 패턴의 인식을 통해 쿼드로터의 3차원 자세정보를 추정한다. 궤적추종 모듈은 동작생성 모듈과 자세추정 모듈로부터 제공되는 정보를 이용하여 쿼드로터 비행체의 3차원 위치를 실시간적으로 제어한다. 제안된 시스템의 성능은 단일 점 추종, 다점 추종, 곡선궤적 추종에 대한 실험을 통해 평가된다.
Most motion control systems consist of a desired trajectory generator, a motion controller such as a conventional PID controller, and a plant to be controlled. The desired trajectory generator as well as the motion controller is very important to achieve a good tracking performance. Especially, if the desired trajectory is generated actively utilizing the maximum velocity, acceleration, jerk and snap as given system specifications, the tracking performance would be better. For this, we make use of the properties of convolution operator in order to generate a smooth (S-curve) trajectory satisfying the system specifications. Also, the proposed trajectory generation method is extended to more general cases with arbitrary initial and terminal conditions. In addition, the suggested trajectory generator can be easily realized for real-time implementation. Finally, the effectiveness of the suggested method is shown through numerical simulations.
This paper studies the coordinated trajectory control of an excavator as a kind of robotic manipulators driven by hydraulic actuators. Hydraulic robot system has many non-linearity in dynamics and kinematics, and strong coupling among joints(or hydraulic cylinders). This paper proposes a combined controller frame of the adaptive robust control(ARC) and the sliding mode control(SMC) for the trajectory tracking control of the excavator to preserve the advantages of the both methods while overcoming their drawbacks, namely, asymptotic stability of adaptive system for parametric uncertainties and guaranteed transient performance of sliding mode control for both parametric uncertainties and external disturbance. The suggested control technique is applied for the tracking of a straight-line motion of end-effector of manipulators, and through computer simulations, its trajectory tracking performances and the robustness to payload variation and uncertainties are illustrated.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제10권3호
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pp.282-293
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2018
This paper attempts to address the motion parameter skip problem associated with three-dimensional trajectory tracking of an underactuated Autonomous Underwater Vehicle (AUV) using backstepping-based control, due to the unsmoothness of tracking trajectory. Through kinematics concepts, a three-dimensional dynamic velocity regulation controller is derived. This controller makes use of the surge and angular velocity errors with bio-inspired models and backstepping techniques. It overcomes the frequently occurring problem of parameter skip at inflection point existing in backstepping tracking control method and increases system robustness. Moreover, the proposed method can effectively avoid the singularity problem in backstepping control of virtual velocity error. The control system is proved to be uniformly ultimately bounded using Lyapunov stability theory. Simulation results illustrate the effectiveness and efficiency of the developed controller, which can realize accurate three-dimensional trajectory tracking for an underactuated AUV with constant external disturbances.
This paper proposes a combined controller frame of the adaptive robust control(ARC) and the sliding mode control(SMC) for the trajectory tracking control of the excavator to preserve the advantages of the both methods while overcoming their drawbacks, namely, asymptotic stability of adaptive system fir parametric uncertainties and guaranteed transient performance of sliding mode control for both parametric uncertainties and external disturbance. The suggested control technique is applied for the tracking of a straight-line motion of end-effector of manipulators, and through computer simulations, its trajectory tracking performances and the robustness to payload variation and uncertainties are illustrated.
천정주행 크레인의 고속 권상작업 및 흔들림 억제 궤적추종을 위한 비선형 적응제어 방법을 제시한다. 천정주행 크레인의 흔들림 운동은 트롤리의 가속도. 권상로프의 길이 및 권상속도와 강하게 결합되어 있다. 이는 비간섭 제어 기반의 흔들림 억제 궤적추종 제어법칙을 설계하는데 있어 장애요인으로 작용한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 트롤리의 가속도와 권상속도의 영향을 최소화하는 방법으로 불확실성이 존재하는 경우에도 흔들림 운동의 궁극적 균일 유계성을 보장하는 퍼지 비선형 적응형 흔들림 억제 궤적추종제어법칙을 제안한다. 특히, 제안한 방법은 파라미터 변화. 외란 등을 포함한 시스템 불확실성을 퍼지 불확실성 관측기를 이용하여 보상한다. 따라서, 퍼지관측기의 근사화 오차가 영으로 수렴할 때 추종오차 및 흔들림 각도의 궁극적 한계치는 영으로 감소한다. 끝으로 제안한 방법의 성능검증을 위한 모의실험 견과를 제시한다.
For the conveyor tracking application of a robot manipulator, a new control scheme is presented. The presented scheme is divided into two stages : the upper one is the motion planning stage and the lower one is the motion control stage. In the upper stage, the nominal trajectory which tracks the part moving in a constant velocity, is planned considering the robot arm dynamics. On the other hand, in the lower level, the perturbed trajectory is generated to track the variation in the velocity of conveyor belt via sensory feedback and the perturbed arm dynamics. In both stages, the conveyor tracking problem is formulated as an optimal tracking problem, and the torque constraints of a robot manipulator are taken into account. Simulation results are then presented and discussed.
The hydraulic system have been used much in a heavy machine which high power source is desired. In the case of the heavy press machine and the injection molding machine, the use of the hydraulic power is essential especially for increasing productivity and getting the good products. Because the hydraulic circuit is very complex and the system parameters are uncertain, the development of the simulation model for hydraulic system is not easy in the heavy machine. In this case, Many researchers have used a commercial program for analysis and development in a major field of study. In this paper, the aim is to develop the simulation model of the hydraulic system with various commercial program for trajectory tracking. And adaptive control method is applied to the simulation model for the trajectory tracking of a cylinder motion. Load on the cylinder is modeled in ADAMS program, the hydraulic circuit including pump, spool valve and cylinder is modeled in AMESim program and a controller is designed in MatLab/simulink program. The suggested model is applied for the tracking of a cylinder motion, and through computer simulation, its trajectory tracking performance is illustrated.
Park, Myoung-Kuk;Chung, Woo-Jin;Kim, Mun-Sang;Song, Jae-Bok
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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