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필터 설계를 통한 한 바퀴 구동 로봇의 진동 제어
Vibration Control of a Single-wheel Robot Using a Filter Design 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.21 no.9, 2015년, pp.863 - 868  

이상덕 (충남대학교 메카트로닉스공학과) ,  정슬 (충남대학교 메카트로닉스공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the vibration of a single-wheel mobile robot is minimized by designing a filter. An AHRS (Attitude and heading reference system) sensor is used for measuring the state of the robot. The measured signals are analyzed using the FFT method to investigate the fundamental vibrational frequ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 진동을 탐색하는 방법을 제안하고자 한다. AHRS 센서는 주로 오리엔테이션을 추정하기 위한 센서로 활용되어지는데 본 논문에서는 별도의 진동 센서 없이 AHRS 센서를 활용하여 오리엔테이션 계측과실현 가능성을동 탐색 기능의 실현가능성을 제안하고 있다.
  • 본 논문에서는 AHRS 센서를 활용한 진동 탐색 방법을제시하였고 설계된 필터를 적용해봄으로써 그 성능을 확인할 수가 있었다. 진동 탐색의 방법으로는 모션제어 분야의연구 내용과 유사하게 센서의 각속도 데이터를 활용하였고 FFT 변환을 통해서 회전체 진동의 기본 주파수를 탐색하였다.
  • 본 논문에서는 진동 탐색과 저감에 대한 기능을 갖추지 못한 한 바퀴 구동 이동로봇인자이로 보보(GYROBO) 시스템에서 자세 제어 피드백을 위해 장착되어 있는 AHRS 센서를 활용하여 일정 대역폭 내에서 로봇에 내장된 고속 회전체의 진동을 탐색하는 방법을 제안하고자 한다. AHRS 센서는 주로 오리엔테이션을 추정하기 위한 센서로 활용되어지는데 본 논문에서는 별도의 진동 센서 없이 AHRS 센서를 활용하여 오리엔테이션 계측과실현 가능성을동 탐색 기능의 실현가능성을 제안하고 있다.
  • 본 논문에서는 진동 탐색의 수단으로서 속도 정보 피드백 기능이나 별도의 진동 센서 장착 없이 로봇의 오리엔테이션 추정을 위해 사용하고 있는 AHRS 센서를 이용하여제한된 범위에서 진동 탐색의 실현 가능성이 있음을 제안하고자 한다.
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참고문헌 (15)

  1. S. M. Yang and S. C. Wang, "The detection of resonance frequency in motion control systems," Industry Applications, IEEE Transactions on, vol. 50, no. 5, pp. 3423-3427, Sep.-Oct. 2014. 

  2. D.-H. Lee, J. H. Lee, and J.-W. Ahn, "Mechanical vibration reduction control of two-mass permanent magnet synchronous motor using adaptive notch filter with fast Fourier transform analysis," IET Elect. Power Appl., vol. 6, no. 7, pp. 455-461, 2012. 

  3. S. Zhou and J. Shi, "Active balancing and vibration control of rotating machinery: A survey," The Shock and Vibration Digest, vol. 33, no. 4, pp. 361-371, 2001. 

  4. P. Schmidt and T. Rehm, "Notch filter tuning for resonant reduction in dual inertia systems," 1999 IEEE Industry Applications Conference, Phoenix, USA, pp. 1730-1734. 

  5. M. Valenzuela, J. Bentley, and R. Lorenz, "Evaluation of torsional oscillations in paper machine sections," Industry Applications, IEEE Transactions on, vol. 41, no. 2, pp. 493-501, Mar.-Apr. 2005. 

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  8. S. N. Vukosavic and M. R. Stojic, "Suppression of torsional oscillations in a high-performance speed servo drive," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 45, no. 1, pp. 108-117, 1998. 

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  10. J. A. Cadzow, "Digital notch filter design procedure," IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-22, pp. 10-15, 1974. 

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  12. P. K. Kim and S. Jung, "Experimental studies of neural network control for one-wheel mobile robot," Journal of Control Science and Engineering, doic:10.1155/2012/194397, 2012. 

  13. J. H. Park and S. Jung, "Development and control of a single-wheel robot: Practical Mechatronics approach," Mechatronics, vol. 23, no. 6, pp. 594-606, 2013. 

  14. P. K. Kim, J. H. Park, M. S. Ha, and S. Jung, "Implementation and balancing control of one-wheel robot, GYROBO," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, vol. 19, no. 6, pp. 501-507, 2013. 

  15. S. D. Lee and S. Jung, "Vibration detection and suppression of a single-wheel system using an AHRS sensor," Proc. of ICROS Annual Conference 2015 (in Korean), Daejeon, Korea, pp. 251-252, May 2015. 

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