수동 속도장 제어법을 이용한 협조 이동로봇 시스템의 분산제어

서지정보

· 발행기관 : 한국자동차공학회
· 수록지 정보 : 한국자동차공학회 논문집 / 12권 / 4호 / 129 ~ 138페이지
· 저자명 : 서진호, 이권순

초록

수 있다.1) 기계적 시스템의 목표 상태를 위한 작업은 시스템의 형태 집합체(configuration manifold)로서 정의되어진 속도장에 의하여 지정되어진다.2) 폐루프 제어내의 기계적 시스템은 그것의 물리적 환경에 대하여 효과적으로 수동(passive)임을 보여준다.3) 결과적으로 발생되는 속도는 선형적으로 전체 에너지의 제곱에 종속한다.또한 Li에 의하여 제안되어진 수동 속도장 제어 알고리즘은 그림 1과 같이 나타내어질 수 있다.제안되어진 수동 속도장 제어 알고리즘은 시스템의 속도가 목표 속도에 수렴한다고 할지라도 전체수동 속도장 제어 시스템에서 만족되어지는 수동성(passivity)과 강인성(robustness)을 다중 로봇 시스템에 확장하여 해석하도록 한다. 특히, 제안되어진 알고리즘은 인간과 로봇, 로봇 상호간의 협력으로서 수행되어져야만 하는 여러 가지 작업 영역에 유용하게 적용되어질 수 있는 제어 알고리즘으로서, 제안되어진 알고리즘의 안정성을 해석함은 물론이고 제어 알고리즘의 유효성도 실제 3륜 이동로봇의 동적 방정식을 고려한 모의실험으로서 검증되어진다.2. 3륜 이동로봇 시스템이동로봇은 비홀로노믹 시스템(nonholonomic system)들의 대표적인 예제이다. 특히 차륜 이동로봇(wheeled mobile robot)은 인간에 의한 외부의 운전 없이 자동운행의 능력이 있는 수단으로서 요구되어지는 차세대 자동차 및 AGV(automotive guided vehicle) 시스템에도 쉽게 적용하여 응용할 수 있는 유용한 시스템이므로, 본 연구에서는 이러한 이동로봇을 고려한 분산형 수동 속도장 제어 알고리즘을 제안하도록 한다.수동 속도장 제어법을 이용한 협조 이동로봇 시스템의 분산제어Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, Vol. 12, No. 4, 20041312.1 이동로봇의 자세일반적으로, 이동로봇의 위치는 그림 2와 같이 표현되어지고, {O,I 1,I 2}는 운동하는 평면 내에서 고정되어진다. 특히, 임의의 프레임 {X 1,X 2}위에서 P가 정의되어진다. 따라서 이동로봇의 위치는 세 개의 변수 x, y, θ에 의하여 완전하게 정의되어질 수 있다. 여기에서, x와 y는 관성기저(inertia basis)내에 기준점 P의 좌표를 의미하고, θ는 관성기저 {O,I 1,I 2}에 대한 기저 {X 1,X 2}의 방향이다.{r,l,d i, αi, βi, φi; i=1,2} (3)그러므로 제안되어진 이동로봇의 각 바퀴에 대한2 φ3)T (4)이러한 배열 좌표에 의하여 , 지면에 접촉된 바퀴의 위치속도를 계산할 수 있다. 또한 평면 내에 바퀴 속도의 구속성분(constraint component)과 바퀴에 직교하는 성분(orthogonal component)으로 정의되어지고, 이동로봇의 자세와 각도 그리고 회전 좌표를 나타내는 ξ , β 그리고 φ는 이러한 표시법들에 의하여 결국 배열좌표의 집합으로서 표현되어짐을 알 수 있다. 따라서 기계적 구속조건; i) pure rolling condition, ii) non-slipping condition에 의하여 계산되어질 수 있다.그러므로 기계적 모델의 위치 방정식(posture equation)은 다음과 같이 나타내어 질 수 있다.x y θ = -sin θ 0cosθ 00 1 ( )ζ1(t)ζ2(t)(5)Jinho SuhKwonsoon Le한국자동차공학회논문집 제12권 제4호, 2004 132또한 식 (5)를 이용하면, 구속 방정식을 다음과 같

참고자료

· 없음