본 논문에서는 한발로 지탱중인 보행 로봇의 자세를 모사한 2축 도립 진자를 대상으로 하여, 최적화된 제어기를 구현하기 위한 관성 매개변수 추정을 연구 목표로 한다. 2축 도립 진자는 2자유도를 갖으나 단일 구동부에 의해 구동되는 underactuated system으로서, 비선형 시스템이며 각 링크의 관성 매개변수에 의해 동역학에 많은 영향을 받는다. 따라서, 실제 ...
본 논문에서는 한발로 지탱중인 보행 로봇의 자세를 모사한 2축 도립 진자를 대상으로 하여, 최적화된 제어기를 구현하기 위한 관성 매개변수 추정을 연구 목표로 한다. 2축 도립 진자는 2자유도를 갖으나 단일 구동부에 의해 구동되는 underactuated system으로서, 비선형 시스템이며 각 링크의 관성 매개변수에 의해 동역학에 많은 영향을 받는다. 따라서, 실제 플랜트의 제어기 구현에는 정확한 매개변수가 요구된다. 제시된 도립 진자의 질량, 링크 길이와 같은 기구적인 매개 변수들은 가능한 한 정밀하게 측정되어지나, 링크는 균질의 막대, 관절에 부착된 모터는 균질 원통으로 간주되어 관성 매개변수의 산출에 이용되며 부가적인 센서의 부착 등에 의해 플랜트의 실제 매개변수와는 그 오차가 발생하므로 플랜트가 갖는 정확한 매개변수의 추정이 필요하다. 본 연구에서는 Euler-Lagrange 방정식에 의해 구해진 2축 도립 진자 시스템의 시뮬레이션 모델에 대하여 적응 추정 모델과의 출력 오차를 최소화하는 방법으로 매개변수를 추정한다. 마지막으로, 제시된 매개변수 추정기의 타당성을 검증하기 위해서, 다양하게 설정되는 시뮬레이션 모델의 매개변수를 추정한다.
본 논문에서는 한발로 지탱중인 보행 로봇의 자세를 모사한 2축 도립 진자를 대상으로 하여, 최적화된 제어기를 구현하기 위한 관성 매개변수 추정을 연구 목표로 한다. 2축 도립 진자는 2자유도를 갖으나 단일 구동부에 의해 구동되는 underactuated system으로서, 비선형 시스템이며 각 링크의 관성 매개변수에 의해 동역학에 많은 영향을 받는다. 따라서, 실제 플랜트의 제어기 구현에는 정확한 매개변수가 요구된다. 제시된 도립 진자의 질량, 링크 길이와 같은 기구적인 매개 변수들은 가능한 한 정밀하게 측정되어지나, 링크는 균질의 막대, 관절에 부착된 모터는 균질 원통으로 간주되어 관성 매개변수의 산출에 이용되며 부가적인 센서의 부착 등에 의해 플랜트의 실제 매개변수와는 그 오차가 발생하므로 플랜트가 갖는 정확한 매개변수의 추정이 필요하다. 본 연구에서는 Euler-Lagrange 방정식에 의해 구해진 2축 도립 진자 시스템의 시뮬레이션 모델에 대하여 적응 추정 모델과의 출력 오차를 최소화하는 방법으로 매개변수를 추정한다. 마지막으로, 제시된 매개변수 추정기의 타당성을 검증하기 위해서, 다양하게 설정되는 시뮬레이션 모델의 매개변수를 추정한다.
The object of this thesis is the estimation of the inertial parameters for the controller of the double inverted pendulum system (DIPS) which is modeled as the biped with one leg supporting. The DIPS is a nonlinear system and is an underactuated system which has an actuator even though it has 2 degr...
The object of this thesis is the estimation of the inertial parameters for the controller of the double inverted pendulum system (DIPS) which is modeled as the biped with one leg supporting. The DIPS is a nonlinear system and is an underactuated system which has an actuator even though it has 2 degree-of-freedom. The inertial parameters affect to its dynamics, hence the accurate parameters are needed for the implementation of the controller. The mechanical parameters such as a mass, a length of links are measured accurately. But the inertial parameters are approximately given such that the link is a rigid body and the motor is a rigid cylinder, in addition to some sensors being attached. With the above results, the estimation of the actual parameters of the plant is needed for the controller. In this thesis, the estimation of parameters is carried out so that the error between the true output of the simulation model given by Euler-Lagrange equation and the output of the estimator model are minimized. Finally, Simulations with the mathematical model having various configurations are conducted to show a validity of the proposed estimator.
The object of this thesis is the estimation of the inertial parameters for the controller of the double inverted pendulum system (DIPS) which is modeled as the biped with one leg supporting. The DIPS is a nonlinear system and is an underactuated system which has an actuator even though it has 2 degree-of-freedom. The inertial parameters affect to its dynamics, hence the accurate parameters are needed for the implementation of the controller. The mechanical parameters such as a mass, a length of links are measured accurately. But the inertial parameters are approximately given such that the link is a rigid body and the motor is a rigid cylinder, in addition to some sensors being attached. With the above results, the estimation of the actual parameters of the plant is needed for the controller. In this thesis, the estimation of parameters is carried out so that the error between the true output of the simulation model given by Euler-Lagrange equation and the output of the estimator model are minimized. Finally, Simulations with the mathematical model having various configurations are conducted to show a validity of the proposed estimator.
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