본 논문에서는 임베디드 시스템을 이용한 자율이동로봇의 제어성능을 개선하는 방식을 제안한다. 제안한 방식은 자율이동로봇의 핵심기술이라 할 수 있는 액추에이터 제어방법을 위해 연산량이 적어 임베디드 시스템으로 구성 할 수 있는 개선된 PID 제어방식이다. 제안한 방식은 오차가 감소하는 구간에서는 기존의 방법과 마찬가지로 오차를 누적하고 오차가 증가하는 구간에서는 누적이 아닌 차감을 함으로써 기존의 일반적인 PID 제어방식에 비하여 오버슈트(overshoot)를 감소시키고, 정착시간(settling time)을 빠르게 하여 성능을 향상한다. 제안한 PID 방식의 유용성을 확인하기 위하여 DC 모터에 대한 위치제어 시뮬레이션 및 직접 임베디드 시스템(ATmega 128)을 이용해 제작한 자율이동로봇의 자세제어실험 등을 통하여 기존의 일반적인 PID(GPID) 제어방식, 변형된 PID(MPID) 제어방식등과 비교 검토한다.
본 논문에서는 임베디드 시스템을 이용한 자율이동로봇의 제어성능을 개선하는 방식을 제안한다. 제안한 방식은 자율이동로봇의 핵심기술이라 할 수 있는 액추에이터 제어방법을 위해 연산량이 적어 임베디드 시스템으로 구성 할 수 있는 개선된 PID 제어방식이다. 제안한 방식은 오차가 감소하는 구간에서는 기존의 방법과 마찬가지로 오차를 누적하고 오차가 증가하는 구간에서는 누적이 아닌 차감을 함으로써 기존의 일반적인 PID 제어방식에 비하여 오버슈트(overshoot)를 감소시키고, 정착시간(settling time)을 빠르게 하여 성능을 향상한다. 제안한 PID 방식의 유용성을 확인하기 위하여 DC 모터에 대한 위치제어 시뮬레이션 및 직접 임베디드 시스템(ATmega 128)을 이용해 제작한 자율이동로봇의 자세제어실험 등을 통하여 기존의 일반적인 PID(GPID) 제어방식, 변형된 PID(MPID) 제어방식등과 비교 검토한다.
In this paper, we propose a improved control performance for autonomous mobile robot using the embeded system. The proposed PID(PPID) control method removes steady state error, and has good performance in transient response. The integral term in the proposed method accumulates error in increment sec...
In this paper, we propose a improved control performance for autonomous mobile robot using the embeded system. The proposed PID(PPID) control method removes steady state error, and has good performance in transient response. The integral term in the proposed method accumulates error in increment section, inverses errors in decrement section, and increases the effect of integral coefficient around target. Therefore, the PPID control method decreases the overshoot, and makes settling time faster than general PID(GPID) control method. In order to verify the effectiveness of the proposed method(PPID), we simulated the position control of DC motor, and experimented the velocity control of autonomous mobile robot. The PPID control method demonstrated good control performance that decrease overshoot and settling time in simulation and experiments.
In this paper, we propose a improved control performance for autonomous mobile robot using the embeded system. The proposed PID(PPID) control method removes steady state error, and has good performance in transient response. The integral term in the proposed method accumulates error in increment section, inverses errors in decrement section, and increases the effect of integral coefficient around target. Therefore, the PPID control method decreases the overshoot, and makes settling time faster than general PID(GPID) control method. In order to verify the effectiveness of the proposed method(PPID), we simulated the position control of DC motor, and experimented the velocity control of autonomous mobile robot. The PPID control method demonstrated good control performance that decrease overshoot and settling time in simulation and experiments.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 논문에서는 임베디드 시스템을 이용한 자율이동로봇의 제어성능 개선 방식을 제안하였다.
본 논문에서는 임베디드 시스템을 이용한 자율이동로봇의 제어성능을 개선하는 방식을 제안한다. 제안한 방식은 자율이동로봇의 핵심기술이라 할 수-있는 액추에이터 제어방법을 위해 연산량이 적어 임베디드 시스템으로 구성 할 수 있는 개선된 PID 제어방식이다.
제안 방법
DC 모터의 스텝응답 시뮬레이션을 위하여 DC 서보모터를 모델링 하였으며, 모델링 한 모터의 상태변수 방정식은 다음과 같다[1 이.
06, Kd=2 로 설정하였다. 실험 조건은 로봇이 정지상태에서 각속도가 4 rad/sec 가 될 때까지의 응답실험과 가속이완료된 후 다시 로봇이 정지할 때까지의 웅답실험에 대해 이루어 졌다.
제안한 PID 방식의 유용성을 확인하기 위하여 DC 모터에 대한 위치제어 시뮬레이션 및 직접 임베디드 시스템(ATmega 128)을 이용해 제작한 자율이동로봇의 자세제어실험 등을 통하여기존의 일반적인 PID(GPID) 제어방식, 변형된 PID(MPID) 제어방식등과 비교 검토한다.
제안한 PPID 제어방식은 구간을 6 이상과 이종卜, 오차의 증가, 감소로 나누어 적분 계수의 크기를 조정하여 적분제어를 함으로써 불필요한오차의 누적을 막고 정착시간을 단축시킴으로써 PID 제어방식 중 적분항의 단점인 오버슈트를줄이고 장점인 정상상태오차 소멸을 부각시켜시스템의 오버슈트를 줄이고 응답속도를 개선시킨다.
제안한 방식은 오차 크기와 장.단점에 따라범위를 구별하여 오차가 점점 증가하여 적분항의 동작이 제어방식의 성능에 도움이 되지 않는구간에서는 적분항을 역으로 동작 시키고, 오차가 줄어드는 구간에서는 적분계수를 변화하지않고 일반적으로 동작을 시키며, 정상상태 부분에서는 적분 계수의 값을 증가시켜 적분항의 영향을 크게 하여 오버슈트를 줄이고 정착시간을단축시 킴으로써 시스템의 상호대립 적인 응답속도와 오버슈트를 모두 개선시킨다.
제안한 방식은 자율이동로봇의 핵심기술이라 할 수-있는 액추에이터 제어방법을 위해 연산량이 적어 임베디드 시스템으로 구성 할 수 있는 개선된 PID 제어방식이다. 제안한 방식은 오차가 감소하는 구간에서는 기존의 방법과 마찬가지로 오차를 누적하고 오차가 증가하는 구간에서는 누적이 아닌 차감을 함으로써 기존의 일반적인 PID 제어방식에 비하여 오버슈트 (overshoot) 를 감소시키고, 정착시간 (settling time)을 빠르게 하여 성능을 향상한다.
성능/효과
제안한 방식은 자율이동로봇의 핵심기술이라 할 수-있는 액추에이터 제어방법을 위해 연산량이 적어 임베디드 시스템으로 구성 할 수 있는 개선된 PID 제어방식이다. 제안한 방식은 오차가 감소하는 구간에서는 기존의 방법과 마찬가지로 오차를 누적하고 오차가 증가하는 구간에서는 누적이 아닌 차감을 함으로써 기존의 일반적인 PID 제어방식에 비하여 오버슈트 (overshoot) 를 감소시키고, 정착시간 (settling time)을 빠르게 하여 성능을 향상한다.
제안한 제어방식의 유용성을 확인하기 위하여 컴퓨터를 이용한 위치제어 시뮬레이션과 임베디드 시스템(ATmegal28)에 적용한 자율이동로봇의 속도 제어 실험을 수행한 결과 GPID방식, MPID보다 우수한 성능이 있음을 확인 하였다.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.