볼-온-플레이트 시스템 균형 제어 장치 및 방법

Title
볼-온-플레이트 시스템 균형 제어 장치 및 방법
Authors
김성균류광현오용환
Issue Date
2011-12-16
Publisher
한국과학기술연구원
Abstract
본 발명은 볼-온-플레이트 시스템 균형 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, F/T 센서와 관측기(observer)를 이용하여 볼(ball)의 상태를 추정하고 LQR제어기를 이용한 상태 피드백 제어의 출력 신호로 매니퓰레이터를 제어함으로써, 매니퓰레이터에 작용하는 외력에 순응(compliance)하여 볼-온-플레이트 시스템의 균형을 유지하는 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 볼-온-플레이트 시스템 균형 제어 장치는, F/T(force-torque) 센서를 통해 측정된 토크와 볼-온-플레이트(ball-on-plate) 시스템의 운동방정식을 적용하여 볼의 위치를 계산하는 연산부; 상기 연산부에서 계산된 볼의 위치와 플레이트의 상태벡터를 입력으로 하여 잡음이 제거된 볼의 상태 벡터를 추정하는 관측기; 상기 연산부에서 계산된 볼의 위치에 대한 상태 피드백 제어를 위해 상기 관측기에서 추정된 볼과 플레이트의 상태 벡터를 적용하는 LQR(linear quadratic regulator) 제어기; 및 상기 LQR 제어기에서 상태 피드백 제어를 통해 출력된 제어 입력 신호를 처리하여 상기 플레이트를 지지하는 매니퓰레이터 말단부의 궤적을 생성하는 매니퓰레이터 제어부를 포함한다.
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KIST Patent > 2011
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