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관절 및 관절에 장착된 모터를 구비하는 로봇 매니퓰레이터; 상기 로봇 매니퓰레이터에 대해 원하는 토크 명령 또는 각도 명령 값을 입력시키는 사용자 명령 입력부; 상기 토크 명령 또는 각도 명령 값을 상기 로봇 매니퓰레이터가 추종할 수 있도록 시간지연제어와 정지 마찰 피드포워드 보상 제어를 통해 상기 로봇 매니퓰레이터의 모터의 구동을 제어하는 모터 제어기; 상기 로봇 매니퓰레이터의 관절에 부착되어, 관절에서 발생하는 토크 변화를 측정하여, 상기 모터 제어기로 전달하는 토크 센서; 및상기 로봇 매니퓰레이터의 관절의 각도와 모터의 위치값을 측정하여, 상기 모터 제어기로 전달하는 엔코더를 포함하고,상기 모터 제어기는, 상기 사용자 명령 입력부를 통해 입력된 목표 토크 값, 상기 토크 센서에서 감지한 토크 출력 값 및 극히 짧은 시간 후의 제어 토크 값을 입력받아 토크 값을 출력하는 토크 제어기; 및상기 사용자 명령 입력부를 통해 입력된 목표 토크 값 및 상기 토크 센서에서 감지한 토크 출력 값을 입력받아 정지 마찰 피드포워드 파라미터를 산출하는 정지 마찰 피드포워드 보상기를 포함하며, 상기 정지 마찰 피드포워드 보상기에서 산출된 정지 마찰 피드포워드 파라미터와 상기 토크 제어기에서 출력된 토크 값은 합산되어 상기 로봇 매니퓰레이터의 제어에 사용되는 것을 특징으로 하는 고마찰 로봇 매니퓰레이터 제어 시스템
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제1항에 있어서, 상기 토크 센서에서 출력되는 토크 측정값의 노이즈를 감소시키는 로우-패스 필터(low-pass filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고마찰 로봇 매니퓰레이터 제어 시스템
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제1항에 있어서, 상기 토크 센서에서 감지한 토크 측정값을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하여 상기 모터 제어기로 전달하는 A/D 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고마찰 로봇 매니퓰레이터 제어 시스템
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제1항에 있어서, 상기 모터 제어기는, 점성 마찰 파라미터와 상기 로봇 매니퓰레이터의 관절 속도를 기반으로 점성 마찰을 보상하기 위한 피드백 신호를 생성하는 점성 마찰력 보상기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고마찰 로봇 매니퓰레이터 제어 시스템
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제1항에 있어서, 상기 토크 제어기는 하기 수학식 1에 따라 토크 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 고마찰 로봇 매니퓰레이터 제어 시스템:[수학식 1]여기서, 는 토크 제어 입력값, t는 제어 시간, 은 극히 짧은 시간, 는 상수항 대각행렬, 는 P 게인(gain), 는 목표 토크 값, 는 토크 출력 값, 는 D 게인(gain), 는 의 미분 값, 는 의 미분 값이다
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제1항에 있어서, 상기 정지 마찰 피드포워드 보상기는 상기 로봇 매니퓰레이터에 토크 오차가 존재하고, 속도가 0으로 정지했을 때 정지 마찰 피드포워드 보상을 수행하며, 하기 수학식 2에 따라 정지 마찰 피드포워드 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 고마찰 로봇 매니퓰레이터 제어 시스템:[수학식 2]여기서, 는 정지 마찰 피드포워드 보상 파라미터이며, 는 정지 마찰 상수, 는 로봇 매니퓰레이터의 관절의 속도, 는 로봇 매니퓰레이터의 관절의 속도 범위, 는 토크 오차 범위를 나타낸다
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제7항에 있어서, 상기 정지 마찰 피드포워드 보상기는 상기 로봇 매니퓰레이터의 관절 속도가 관절의 속도 범위 내에 있고, 토크 오차가 토크 오차 범위 내에 있을 때 작용하여 정지 마찰 피드포워드 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 고마찰 로봇 매니퓰레이터 제어 시스템
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제1항에 있어서, 상기 모터 제어기는, 상기 사용자 명령 입력부를 통해 목표 토크 또는 각도 값이 입력되는 PD 제어기; 상기 사용자 명령 입력부를 통해 입력된 목표 토크 또는 각도 값 및 상기 토크 센서에서 감지한 토크 출력 값을 입력받아 정지 마찰 피드포워드 파라미터를 산출하는 정지 마찰 피드포워드 보상기; 및상기 PD 제어기의 출력 값과 상기 정지 마찰 피드포워드 보상기의 정지 마찰 피드포워드 파라미터가 합산된 토크 제어 값과, 상기 토크 센서에서 감지한 토크 출력 값을 기반으로 상기 로봇 매니퓰이터의 관절이 목표 각도로 이동하도록 출력 값을 산출하여 모터의 구동을 제어하는 TDC 토크 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고마찰 로봇 매니퓰레이터 제어 시스템
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제9항에 있어서, 상기 모터 제어기는, 점성 마찰 파라미터와 상기 로봇 매니퓰레이터의 관절 속도를 기반으로 점성 마찰을 보상하기 위한 피드백 신호를 생성하는 점성 마찰력 보상기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고마찰 로봇 매니퓰레이터 제어 시스템
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