• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.311-314
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• 1995

Biped locomotion can be simply modeled as a linear inverted pendulum mode. This model considers only the CG (center of gravity) of the entire system. But in real biped robot systems, the free-leg motion dynamics is not negligible. So if its dynamics is not considered in designing the reference CG motion, it is badly influence to the ZMP(zero moment point) position of the biped robot walking in the sagittal plane. Therefore, we modeled the biped locomotion similar to the linear inverted pendulum mode but considered the predetermined free-leg dynamics. To verify that the proposed biped locomotion is more stable than the linear inverted pendulum mode, we constructed a biped robot simulator and designed a serco controller to track both the reference motion of the free leg and the reference motion of CG of the biped robot using the computed torque control low. And through simulations, we verified that the proposed walking is better in stability than the one based on the linear inverted pendulum mode.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.249-252
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• 1996

The inverted pendulum system is mechanical system which can handle the modern control theory and practical applications. In theoretical field, it is used as the experimental device identifying the effects of control method and in applicative field. There are difficulties in designing or linearizing the practical controller because it is so sensitive to the parameter variation and has the highly non-linear characteristic. In this paper, we suggested the systems which compensate the non-linearity throughout the internal control method and designed controller which is robust to the parameter variation using sliding mode.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.606-609
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• 1995

To stabilize a satellite, a spin stabilization method is used for attitude control. The spin stabilization uses the centrifugal force of a pendulum damper which is tilted long boom, to stabilize the unstable satellite. In this paper, an inverted pendulum system is implemented which is similar to the spin stabilization method. Study on the velocity of the rotation axis and the inverted pendulum's angle stability is shown. We designed a controller using a 32bit TMS320C31 DSP for the CPU and also performances by PLD control and Sliding Mode Control is compared.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.203-208
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• 2003

In this paper, gait generation algorithm based on Linear Inverted Pendulum Mode is extended considering that the terrain is uncertain and flexible. Deformation of the soft terrain by the weight of the biped robot is taken into account to design the desired motion of the swing leg. Landing time disagreement caused by dynamics of the robot is also considered and a method to adjust gait is proposed. Results of numerical simulation show the effectiveness of the proposed method.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권7호
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• pp.767-772
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• 2011

궤적생성은 로봇보행의 안정성, 연속성 그리고 보행특성을 결정하는 가장 중요한 일이다. 보통 궤적생성법으로 LIPM을 많이 쓰지만 그것은 그것의 선형화 기법 때문에 수직방향으로의 동작생성을 할 수 없다는 단점이 있다. 이 논문에서는 ELIPM이라는 새로운 궤적생성법을 제안한다. 이 궤적생성법은 전진방향의 동작은 물론이고 수직방향의 동작을 간단하게 생성할 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.356-366
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• 2000

In this paper, a nonlinear $H_2/H_\infty/LTR$ control for the flexible inverted pendulum of a parallel type with Coulomb friction is presented. The dynamic equation for this system is derived by the Hamilton's principle and assumed-mode method. This hard nonlinear system can be modeled by a the quasi-linear state space model using the REF method. It is shown that the $H_2/H_\infty$ control can be applied to the nonlinear controller design of the system having Coulomb frictions if the proper LTR conditions are satisfied. In order to present the usefulness of the suggested control method, the nonlinear $H_2/H_\infty/LTR$ controller is designed to control the Position of the end point of the flexible inverted pendulum that has Coulomb frictions present in actuator parts. The results are given via computer simulations.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.601-607
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• 2006

본 논문은 칼만필터를 이용한 ZMP의 다음 상태 예측을 통한 새로운 이족로봇의 균형제어기법을 제안한다. 일반적으로 이족로봇의 동역학 모델은 3D-LIPM(3D-Linear Inverted Pendulum Mode)에 의해 수학적으로 근사화되지만, 이는 로봇의 동역학적 특성을 완벽하게 표현할 수 없다. 이족로봇의 안정성은 ZMP(Zero Moment Point) 위치가 안정영역에 존재하는 경우에 안정성이 보장된다. 그리고 로봇 구조와 그 모델 사이의 내재된 오차는 로봇의 안정성에 영향을 끼칠 수 있다. 그러므로 본 논문에서 제안하는 균형제어기법은 내부 오차를 줄일 수 있으며, 적절한 로봇의 제어가 가능하다. 제안된 균형제어기법의 실험은 다양한 상황을 포함한 가상의 공간상에서 모의실험 되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.683-693
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• 2010

본 논문은 2족 보행로봇을 위한 새로운 병렬메카니즘을 제안하고 있다. 각 다리는 3자유도를 갖는 병렬 플랫폼 2개가 시리얼로 연결되어 있는데, 허벅지와 정갱이 역할을 한다. 이 제안된 로봇을 위한 보행 궤적은 보행평면상에서는 중력보상역진자모드를 사용하여 구하였고, 횡방향으로는 역진자모드를 사용하여 구하였다. 지면으로부터의 반발력을 시뮬레이션하기 위해 발바닥 밑에 6자유도의 패드를 사용하였다. 제안된 메카니즘과 보행제어의 효율성은 SimMechanics를 이용한 12자유도 병렬 2족보행로봇의 시뮬레이션을 통해 입증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.16-22
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• 2016

세계적으로 수많은 로봇연구실에서 이륜 도립진자 이동로봇에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이런 이륜 도립진자 이동로봇이 평탄한 경사면에서 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 강인 제어기를 개발하는 것으로 고려한다. 경사면에서 이륜 도립진자 이동로봇의 균형을 위해 3 자유도의 운동방정식에서 선회운동을 제한한 2 자유도 동력학식을 사용하며, 가변구조시스템 이론을 근간으로 하는 슬라이딩 모드 제어기를 제안하고 LQR 이론을 이용하여 슬라이딩 운동이 일어나는 슬라이딩 평면을 설계한다. 시뮬레이션을 위해 Mathworks사의 Simulink를 활용하여 이륜 도립진자 이동로봇의 2 자유도 모델을 실현하고, 슬라이딩 모드 제어기 또한 Simulink를 이용하여 구현한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 제어기가 경사면을 주행하는 이륜 도립진자 이동로봇을 효과적인 제어한다는 것을 보인다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.537-542
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• 2014

This paper proposes a control system to keep the balance of a unicycle robot. The robot consists of the disk and wheel, for balancing and driving respectively, and the tile angle is measured and used for balancing by the IMU sensor. A PID controller is designed based on a non-model based algorithm to prove that it is possible to control the unicycle robot without any approximated linear system model such as the sliding mode control algorithm. The PID controller has the advantage that it is simple to design the controller and it does not require an unnecessary complex formula. In this paper, assuming that the pitch and roll axis are dynamically decoupled, each of the two controllers are designed separately. A reaction wheel pendulum method is used for the control of the roll axis, that is, for balancing and an inverted pendulum concept is used for the control of the pitch axis. To confirm the performance of the proposed controllers using MATLAB Simulink, the dynamic equations of the robot are derived.