This paper describes the control of a geared DC motor having a backlash for implementation of a humanoid robot using disturbance observer. Critical problem of the humanoid robot is caused by the nonlinearity such as a backlash. To meet this problem, a control method using disturbance observer has been proposed. The disturbance observer is designed to estimate the effects of nonlinearities in the system, to make the nonlinear system behave linearly. To design the low-pass filter in the disturbance observer, cut-off frequency of the output should be found. The goal of this paper is the implementation of the proposed system, compensating the backlash effect. To accomplish the goat, PD control and disturbance observer are employed to the system with no load and full load. As a result, system stability can be guaranteed by compensating the effect of backlash. In addition, real experiment shows the proposed control methodology will satisfy the stable working of a humanoid type in the future.
In mechanical system, gear trains have backlash innately. With the presence of inherent backlash, the overall system performance is limited in many practical control systems. It has been reported that a disturbance observer has the property of effective removing disturbance and cutting measurement noise off. The plant is remodeled with modified disturbance observer to observe and compensate backlash characteristics. And this paper describes a method to design Q filter and to analyze the effects of disturbance and measurement noise to the output. It is shown that the vibration and tracking error caused by backlash were decreased and the time constant and relative degree are important factor to design Q filter.
KIM Nam boon;HUH Uk youl;KIM Jin geol;KIM Byung yoon
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers D
/
v.53
no.12
/
pp.799-803
/
2004
In rotating systems, backlash impose limitations on the quality of control. System with gear is an example where this is a well-known limitation. In order to increase the controller performance, we design a fuzzy system to compensate the backlash effect. We prove that under certain conditions the fuzzy compensator guarantees that the backlash output converges to the desired trajectory. Simulation results show that the fuzzy compensator is robust to the backlash parameter.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
/
v.5
no.3
/
pp.40-49
/
1996
The problem related to the rotational vibration at steering wheel end of passenger cars during high speed driving is investigated. to analyze vibration of steering wheel, a steering system of passenger car is modelled in twelve degrees of freedom including backlash effect of rack and pinion gear system. The one degree of freedom system with backlash in investigated by the analytical method. Consequently the skeleton curve and the frequency response curves are computed. The steering system is analyzed by the numerical simulation using the 4th order Runge-Kutta method, the obtained results are compared with the experimental data. Also the effects of the change of rack gear tooth stiffness and backlash on the acceleration level of steering wheel are investigated. As a result, it can be found that the acceleration level of steering wheel becames lower as the rack gear tooth stiffness becames higher, and that acceleration level becames high as the magnitude of backlash between rack and pinion gear increase.
Backlash between meshing gear teeth causes impact, tracking error and undesired vibrations. It is usually minimized by precision gear, spring-loaded anti-backlash gears and precise mechanical adjustment. Although these techniques can help to reduce the backlash gap, its cost is relatively high and performance is limited. And the classic controller is insufficient to control the dynamic system with nonlinearity. For these reason, a fuzzy controller is proposed to compensate the backlash effect at a robot system. The input variables are position error and change in error. The output variable can be defined by input voltage of motor. The performance of a fuzzy controller is verified by comparing with a PID controller. The results show that the undesired vibration is suppressed. And then diminishing the position error is observed.
This paper describes a new method of identifcation of backlash nonlinear systems by use of M-sequence correlation method. In this method, we can obtain not only Volterra kernels of up to 3rd order of the nonlinear system, but also the width of the backlash element from observing the crosscorrelation between the input and the output. Here strictly speaking, a multi-valued nonlinear system such as backlash element can not be expressed by Volterra kernel representation mathematically. But in practice, we encounter many cases where it is difficult to treat them mathematically but they can be controlled from experience. So we here dare to suppose that backlash nonlinear system can be approximated by Volterra kernel representation. Simulations are carried out on a nonlinear system consisting of linear part plus backlash element. And Volterra kernels are measured. The output calculated from the observed Volterra kernels is in good agreement wi th the actual output. And we show that we can obtain the width of backlash element, which is one of the most important parameters, by observing the maximum value of crosscorrelation function between the input M-sequence and the output.
In robotic surgery, a surgeon checks only a surgical site of patient in the progress of surgery by vision and sound information. In order to solve this limited information, the haptic function is necessary. And haptic surgical robot is also necessary to design a haptic master device. The master device for laparoscope operation with cable-conduit was developed in previous research to give haptic function. It suggested a possibility of developing a master device by using the cable-conduit. However, it is very inconvenient to use. Therefore, this paper suggests a new mechanism design structure to solve the problems of the previous work by new forming a new master device. And it has proved that it's usability is better than previous one. Furthermore it has also experimented and analyzed that a backlash of new master device is compensated by smooth backlash inverse algorithm.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
/
2001.11a
/
pp.73-78
/
2001
Main sources of the vibration of a gear-pair system are backlash and transmission error. This paper investigates the dynamics of a gear-pair system involving backlash and transmission error. This paper presented 4 types of gear motions due to the existence of a backlash. The solutions are calculated using a multiple-time scale method and numerically. The results shows the existence of 4 type motions, jump phenomenon, and chaotic motion consequently the design of gear driving system with low vibration and noise requires the study on the effects of transmission error and backlash, i.e. nonlinearities in gear driving system.
Kim, Joo-Han;Sung, Ha-Kyeong;Im, Tae-Bin;Chung, Jung-Kee
Proceedings of the KIEE Conference
/
2001.07d
/
pp.2390-2392
/
2001
The small gear head noise is caused by gear accuracy, assembling errors, and gear backlash. This main study is an investigation on noise quality of the small gear head through the change of gear backlash. In this study included gear design parameters related the small gear head, the knowledge of rattle noise related gear backlash, and the experimentation results of the small head noise through change of gear backlash. At last, this study propose the least method of the small gear head noise that is caused by suitable existence of gear backlash.
The authors have recently developed a new method for identification of Volterra kernels of nonlinear systems by use of pseudorandom M-sequence and correlation technique. And it is shown that nonlinear systems which can be expressed by Volterra series expansion are well identified by use of this method. However, there exist many nonlinear systems which can not be expressed by Volterra series mathematically. A nonlinear system having backlash type nonliear element is one of those systems, since backlash type nonlinear element has multi-valued function between its input and output. Since Volterra kernel expression of nonlinear system is one of the most useful representations of non-linear dynamical systems, it is of interest how the method of Volterra kernel identification can be ar plied to such backlash type nonlinear system. The authors have investigated the effect of application of Volterra kernel identification to those non-linear systems which, accurately speaking, is difficult to express by use of Volterra kernel expression. A pseudorandom M-sequence is applied to a nonlinear backlash-type system, and the crosscorrelation function is measured and Volterra kernels are obtained. The comparison of actual output and the estimated output by use of measured Volterra kernels show that we can still use Volterra kernel representation for those backlash-type nonlinear systems.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.