이동로봇의 조향위치 제어를 위한 PID 셀프튜닝 = PID Self-tuning for Steering Position Control of Mobile Robot

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 이동로봇 조향장치의 기계적 구조를 제안하고 조향위치 제어를 위한PID 제어기를 설계하였다. PID 제어기의 이득결정 방법에서 초기 시스템변수는 Ziegler-Nichols 계단응답 방법을 사용하여 측정하였다. 측정된 시스템변수와 시스템스케일상수를 디지털PID 제어기 시스템전달함수에 대입하여 최종적인 비례, 미분 그리고 적분 이득을 얻었다.
이득을 이용하여 제안한 조향구조의 이동로봇을 셀프튜닝과 이득 결정 방법으로 실험했다.
조향장치의 셀프튜닝 시간은 1 회 평균 1 분 이내로 안정적인 성능을 보여주었다. 또한, 오버슈트, 언더슈트 그리고 정상상태에서 진동과 같은 불안정한 상태는 발생되지 않았다.
수렴 유지오차는 0.5° 이내로 적은 오차를 보여주었으며, 산술평균화를 이용한 셀프튜닝이득의 시스템편차가 적게 나타났다. 실험을 통하여 PID 제어기는 이동로봇의 조향시스템에사용이 가능하고 응답 시간이 빠르게 도달하여 안정하게 제어됨을 확인하였다.

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