제어모멘트 자이로스코프를 이용한 무인 자전거 균형제어 (Balancing Control for Unmanned Bike Using Control Moment Gyroscope)

서지정보

· 발행기관 : 한국지능시스템학회
· 수록지 정보 : 한국지능시스템학회 논문지 / 28권 / 5호 / 450 ~ 456페이지
· 저자명 : 박상형, 이수영

초록

무인 자전거의 균형 자세 제어를 위해 CMG(Control Moment Gyroscope)를 이용할 수 있다. 그러나 단일 CMG의경우에는 균형 자세 제어를 위한 토크 외에 의도하지 않은 방향으로 토크가 발생하며, 이로 인해 자세가 불안정해질수 있다. 또한 무인 자전거가 선회 주행을 하는 경우에 CMG의 짐벌에 외란이 발생한다는 문제점이 있다. 가위쌍구조의 CMG는 무인 자전거의 균형 자세제어 수행 시 원치 않는 회전방향으로의 토크를 적게 발생시키며, 선회주행에서 불필요한 토크를 상쇄함으로써 제어 효율을 개선할 수 있다는 장점이 있다. 본 논문에서는 소형 무인자전거의 균형 유지 제어를 위해 가위 쌍 CMG를 이용한 무인 자전거의 동적 모델과 자세 제어 알고리즘을제시하였다. 무인 바이크 제어 시스템의 모델 매개변수 추출을 위해 동역학 솔리드 시뮬레이션 프로그램을활용하였으며, 동역학 시뮬레이션을 통해 알고리즘의 성능을 검증하였다.

영어초록

A CMG(Control Moment Gyroscope) can be used for balancing control of an unmanned bike. Beside the torque for the balancing control, A single CMG generates unwanted directional torque that may cause instability of the unmanned bike. In addition, the single CMG makes unwanted torque while the unmanned bike is in turning motion. The CMG scissored pair improves the performance of the balancing control by canceling out the unwanted torque. This paper presents the dynamics model and the balancing control algorithm using the CMG scissored pair for a miniaturized unmanned bike. A dynamic solid simulation program was used to obtain the parameters of the dynamics model of the bike. Performances of the proposed balancing control algorithm are verified by computer simulations.

참고자료

· 없음