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가설 와이어 케이블 동적모델과 작업로봇의 장력/이동 제어
Tension/Movement Control of Working Robot and Dynamic Model of the Stringing Wire Cable 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.36 no.1, 2012년, pp.118 - 125  

홍정표 (동의과학대학 전기공학과) ,  김윤식 (한국해양대학교 전기전자공학부) ,  이성근 (한국해양대학교 전기전자공학부) ,  홍순일 (실버레이(주) 연구소, 부경대학교)

초록
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본 논문은 가설 와이어 케이블 동적모델과 장력유지/이동 제어를 위한 작업로봇의 제어기 설계에 대하여 나타내었다. 제어기 설계를 위해서 로봇이 가설 와이어 케이블의 일정장력을 유지하고 당기면서 이동할 때 와이어의 길이 변화와 무게 변하의 영향을 고려한 와이어 동적모델을 나타내었다. 또한 와이어 동적모델에 기초하여 로봇 이동 시작에서 발생하는 장력이 수치해석에 의해 검토되었다. 가설 와이어 동적 모델에 기초하여 장력/이동제어를 위한 작업로봇이 구성되었고 두 동작이 서로 간섭이 억제되는 피드포워드 제어기가 설계되었다. 작업 로봇의 운전조건에 따른 시뮬레이션과 실제 실험결과는 그 유효성이 검증되었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, an approach to designing controllers for the tension/movement control of working robot to install a stringing wire cable is presented. To design a controller, when the robot moves a certain distance maintaining constant tension, the dynamic model of a stringing wire cable which consid...

주제어

#가설 와이어 케이블   #동적모델   #이동/장력 제어  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 제어기 설계를 위해서 로봇이 가설 와이어의 일정 장력을 유지하면서 이동할 때 와이어의 길이 변화와 무게 변하의 영향을 고려한 와이어 동적모델을 나타내었다. 또한 와이어 동적모델에 기초하여 로봇 이동 시작에서부터 발생하는 장력을 수치해석에 의해 검토하였다.
  • 본 논문은 가설 와이어 케이블 동적모델과 장력 유지/이동 제어를 위한 작업로봇의 제어기 설계에 대하여 나타내었다.
  • 본 논문은 제어기 설계를 위해서 로봇이 와이어를 당기면서 이동할 때 와이어의 길이 변화와 무게 변하의 영향을 고려한 와이어 동적모델을 나타내었다. 또한 와이어 동적모델에 기초하여 로봇 이동 시작에서부터 발생하는 장력을 수치해석으로 검토하였다.
  • 본 연구의 목적은 와이어 케이블 등의 자동가설에 응용하기 위한 작업로봇의 개발이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
와이어 케이블 가설작업을 진행할 때 복수 작업을 조합한 작업으로 하면 어떤 점이 매우 어려운가? 와이어 케이블 가설작업은 단일 작업은 간단히 실현할 수 있어도 복수 작업을 조합한 작업으로 하면 서로의 동작에 의한 영향이 간섭하지 않도록 하는 것은 매우 어렵다. 간섭억제에 관한 연구는 위치/힘의 제어[2], 힘/자세 제어[3] 등에서 연구되고 있다.
작업 로봇이 와이어 케이블을 가설해 갈 때 와이어 케이블의 무게는 작업로봇이 이동하여도 변화하지 않는다고 가정하면 이동 때문에 장력에 간섭이 발생하는데 이러한 문제점을 고려하여 설계시 어떤 모델이 필요한가? 작업 로봇이 와이어 케이블을 가설해 갈 때 와이어 케이블의 무게는 작업로봇이 이동하여도 변화하지 않는다고 가정할 때 이동 때문에 장력에 간섭이 발생한다. 이러한 문제점을 고려하여 제어기를 설계하기 위해서는 와이어 케이블의 동적모델이 필요하다[5].
가설 작업에서 어떤 것들이 외란이 될수 있는가? 작업원리는 한쪽 끝에 와이어 케이블을 고정하고 케이블을 실은 차대(로봇)가 일정 장력을 유지하고 이동하면서 가설하는 것이다. 가설 작업은 케이블의 신장과 바람 등에 의해 케이블의 흔들림이 외란으로 되고 케이블 차대가 이동 할 때 통과하는 지면의 요철이나 지면과의 마찰 등도 외란으로 된다.
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참고문헌 (5)

  1. Randolph Cabell, Dan Palumbo, and Jeffrey Vipperman "A principal component feedforward algorithm for active noise control: flight test results", IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 9, no. 1, pp. 76-83, January 2001. 

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  2. Luigi Villani, Ciro Natale, Bruno Siciliano and Carlos Canudas de Wit, "An experimental study of adaptive force/position control algorithms for an industrial robot", IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 8, no. 5, pp. 777-786, September 2000. 

    상세보기 crossref

  3. Mehrzad Namvar and Farhad Aghili, "Adaptive Force-Motion Control of Coordinated Robots Interacting With Geometrically Unknown Environments", IEEE Transactions on Robotics, vol. 21. no. 4, pp. 678-694, August 2005. 

    상세보기 crossref

  4. 정승환, 홍순일, 홍정표, "가설 와이어 케이블의 장력제어 시스템 구성" 한국마린엔지니어링학회지, vol. 32, no. 6, pp. 948-954, 2008. 

  5. 홍정표, "가설 와이어 케이블의 위치/장력 혼합제어", 한국마린엔지니어링학회지, vol. 33, no. 6, pp. 932-938, 2009. 

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