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디지탈 신호처리기를 사용한 산업용 로봇(SM5)의 실시간 적응제어
장영희,정동연,신행봉,한성현 慶南大學校 附設 工業技術硏究所 1998 硏究論文集 Vol.16 No.-
본 논문에서 제안되는 적응제어시스템의 구조는 기준모델적응제어의 원리를 토대로 직접 리아프노브 방법(direct Lyapunov method)을 적용하여 제어시스템의 안정성 해석 및 적응제어칙을 유도한다. 제어기의 기본구조는 극배치(pole-placement)방법에 의해 설계되는 피이드백 제어기와 역모델(inverse model)을 적용한 시변 피이드포워드 제어기 그리고 공칭작동점(nominal perating point)에 대한 적응보조신호로 구성되는 새로운 구조의 적응제어기를 설계한다. 매니플레이터의 링크 및 관성파라미터의 불확실성, 부하변동으로 인한 매니플에이터의 역학적 특성의 변화, 제어기의 실현시 수반되는 기계적 오차 및 계산시간의 지연 등의 제반 외부 조건의 병화에 대하여 능동적으로 적응할 수 있으므로써 항상 고정도의 견실한 제어성능을 유지됨을 입증함으로써 제안된 제어기의 견실성을 입증한다. 구체적인 실험은 시뮬레이션을 통해 자료를 바탕으로 직접 개발한 TMS320C31 어셈블리 S/W를 FARA SM5 SCARA 형 로보트에 적용시켜 실험 하였다. 실험 결과를 통한 성능의 신뢰성 확인은 FARA SM5 SCARA형 로보트의 기존의 제어기인 PID 제어기와 개발된 적응 제어 알고리즘의 제어성능을 비교 분석하는 방법으로 진행하였다. This paper presents a new approach to the design of adaptive control system using DSPs(TMS320C31) for robotic mampulators to achieve trajectory tracking by the joint angles. Digital signal processors are used in implementing real time adaptive control algorithms to provide an enhanced motion control for robotic manipulators. In the proposed control scheme, adaptation laws are derived from the improved Lyapunov second stability analysis method based on the adaptive model reference control theory. The adaptive controller consists of an adaptive feedforward controller, feedback controller, and PID type time-varying auxillary control elements. The proposed adaptive control scheme is simple in structure, fast in computation, and suitable for implementation of real-time control. Moreover, this scheme does not require an accurate dynamic modeling, nor values of manipulator parameters and payload. Performance of the adaptive controller is illustrated by simulation and experimental results for a SCARA robot(SM5) made in samsung electronics company in Korea.