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반작용 휠의 LQR 제어를 통한 Cubli 프레임의 균형유지
Balancing the Cubli Frame with LQR-controlled Reaction Wheel 원문보기

Journal of sensor science and technology = 센서학회지, v.27 no.3, 2018년, pp.165 - 169  

김용훈 (세종대학교 지능기전공학부) ,  박준모 (호서대학교 로봇자동화공학과) ,  한승오 (호서대학교 로봇자동화공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A single-axis Cubli frame realized simply with an IMU sensor and DC motor is presented herein. To maintain the balance on the Cubli frame, an LQR controller based on a Lagrangian derivation of the dynamics was designed, which utilized the state variables of the frame angle and its angular accelerati...

주제어

#Reaction wheel   #Balancing   #Cubli frame   #LQR control  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 논문에서는 3축 제어를 수행하는 Cubli의 구성요소인 1축 균형유지 프레임을 기반으로 기구에 대한 라그랑지 방정식을 통해 동역학 모델을 도출하고 이로부터 얻어진 라그랑지 방정식으로 LQR(linear quadratic regulator) 제어기를 설계해 Cubli 프레임에서 1축 균형유지를 수행하는 기술을 제시한다. 동역학 모델링과 제어기 설계에 대한 Simulink 모의해석을 통해 설계 타당성을 검증한 후 Cubli 프레임을 구현하였다.
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참고문헌 (7)

  1. I. Fantoni, R. Lozano, and M. Spong, "Stabilization of the reaction wheel pendulum using an energy approach," Eur. Control Conf., pp. 2552-2557, City, Country, 2001. 

  2. S.-H. Park, H.-C. Lee, S.-M. Lim, and J.-S. Kim, "Robust position control of a reaction wheel inverted pendulum," J. Korean Inst. Intell. Syst., Vol. 26(2), pp. 127-134, 2016. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. S. Kim, D. Lee, W. Lee, K. Lee, and I. Choy, "Balance control of a small sized bike robot with reaction wheel," Proc. KIEE Fall Conf. Soc. B, pp. 372-375, City, Country, 2012. 

  4. S.-W. Kang, K.-I. Park, and J. Lee, "LQR controller design for balancing and driving control of a bicycle robot," J. Inst. Control, Robot. Syst., Vol. 20(5), pp. 551-556, 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. S. Lee, I. Lee, M. Kim, H. He, and J. Lee, "Balancing and driving control of a bicycle robot," J. Inst. Control, Robot. Syst., Vol. 18(6), pp. 532-539, 2012. 

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  6. M. Gajamohan, M. Merz, I. Thommen, and R. D'Andrea, "The Cubli: A Cube that can Jump up and Balance," IEEE/RSJ Int. Conf., pp. 3722-3727, City, Country, 2012. 

  7. M. Gajamohan, M. Muehlebach, T. Widmer, and R. D'Andrea, "The Cubli: A Reaction Wheel Based 3D Inverted Pendulum," 2013 Eur. Control Conf.(ECC), pp. 268-274, City, Country, 2013. 

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