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시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 장치로서,움직임에 대한 속도 신호를 생성하고, 상기 속도 신호를 제 2 모듈 측으로 전송하기 위한 제 1 모듈;작용하는 힘을 나타내는 힘 신호를 생성하고, 상기 힘 신호를 상기 제 1 모듈 측으로 전송하기 위한 제 2 모듈; 상기 제 1 모듈과 상기 제 2 모듈 사이에 연결된 2 포트 네트워크 모듈; 및상기 제 2 모듈과 상기 2 포트 네트워크 모듈 사이에 연결된 추가 속도 신호 발생기를 포함하고,상기 2 포트 네트워크 모듈은 상기 제 1 모듈 및 상기 제 2 모듈로 하여금 상기 속도 신호 또는 상기 힘 신호를 서로 교환하게 하며,상기 추가 속도 신호 발생기는, 상기 제 2 모듈에서 발생한 위치 오차를 보상하기 위해 속도 신호를 추가로 발생시키고 ― 상기 제 2 모듈에서 발생한 위치 오차는 상기 제 1 모듈이 전송한 속도 신호와 상기 제 2 모듈이 수신한 속도 신호 사이의 차이에 의해 발생함 ―,상기 추가 속도 신호 발생기는,식 에 의해 포화되고,여기서, 상기 는 상기 추가 속도 신호 발생기의 전류 값이며, 상기 는 샘플링 기간이며, 상기 는 의 한계값을 갖는 포화 함수이며, 상기 는 상기 제 2 모듈에서 지연된 위치이며, 상기 는 상기 제 2 모듈의 원하는 속도이며, 상기 는 상기 제 2 모듈에서 지연된 속도이며,상기 제 1 모듈과 상기 2 포트 네트워크 모듈 사이에 연결된 추가 힘 신호 발생기를 더 포함하고,상기 추가 힘 신호 발생기는, 상기 제 1 모듈에 피드백된 힘의 오차를 보상하기 위해 힘 신호를 추가로 발생시키며 ― 상기 제 1 모듈에 피드백된 힘의 오차는 상기 제 2 모듈이 전송한 힘 신호와 상기 제 1 모듈이 수신한 힘 신호 사이의 차이에 의해 발생함 ―,상기 추가 힘 신호 발생기는,식 에 의해 데드밴드(deadband)를 갖고,여기서, 상기 는 상기 추가 힘 신호 발생기의 전압 값이며, 상기 는 상기 제 2 모듈에서 지연된 위치이며, 상기 는 상기 제 1 모듈의 현재 위치이며, 상기 는 상기 와 상기 사이의 오차 상에서 적용되는 이득(gain)이며, 상기 는 상기 제 2 모듈이 원격 환경과 실제로 접촉했는지를 감지하기 위한 조건인,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 장치
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제 1 항에 있어서,상기 2 포트 네트워크 모듈 및 상기 추가 속도 신호 발생기를 통한 에너지의 흐름을 실시간으로 모니터링하기 위해, 상기 제 2 모듈과 상기 추가 속도 신호 발생기 사이에 연결된 제 2 수동성 관찰기(Passivity Observer); 및상기 제 2 수동성 관찰기에 기초하여 상기 2 포트 네트워크 모듈 및 상기 추가 속도 신호 발생기에서 생성된 에너지를 소모하도록 조절하기 위해, 상기 제 2 모듈과 상기 추가 속도 신호 발생기 사이에 연결된 제 2 수동성 제어기(Passivity Controller)를 더 포함하는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 장치
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제 4 항에 있어서,상기 제 2 수동성 관찰기가 모니터링하는 에너지는, 식 로 표현되고,여기서, 상기 는 상기 제 2 수동성 제어기에 의해 교정되는 에너지의 값이며,상기 제 2 수동성 제어기에 의해 교정되는 에너지는,식 로 표현되고,여기서, 상기 는 식 로 표현되는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 장치
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제 1 항에 있어서,상기 2 포트 네트워크 모듈 및 상기 추가 힘 신호 발생기를 통한 에너지의 흐름을 실시간으로 모니터링하기 위해, 상기 제 1 모듈과 상기 추가 힘 신호 발생기 사이에 연결된 제 1 수동성 관찰기; 및상기 제 1 수동성 관찰기에 기초하여 상기 2 포트 네트워크 모듈 및 상기 추가 힘 신호 발생기에서 생성된 에너지를 소모하도록 조절하기 위해, 상기 제 1 모듈과 상기 추가 힘 신호 발생기 사이에 연결된 제 1 수동성 제어기를 더 포함하는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 장치
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제 8 항에 있어서,상기 제 1 수동성 관찰기가 모니터링하는 에너지는,식 로 표현되고,여기서, 상기 는 상기 제 1 수동성 제어기에 의해 교정되는 에너지의 값이며, 상기 제 1 수동성 제어기에 의해 교정되는 에너지는,식 로 표현되고,여기서, 상기 는 식 로 표현되는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 장치
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제 1 항에 있어서,상기 제 1 모듈 측에 연결된 가상 스프링 및 가상 질량을 더 포함하고,상기 가상 스프링 및 가상 질량은, 상기 제 1 모듈에 작용하는 갑작스러운 힘의 변화를 완충하여, 상기 제 1 모듈에 저주파 성분을 전달하며, 그리고 상기 제 1 모듈에서 상기 제 2 모듈로 전송되는 속도 신호를 필터링하여, 상기 제 2 모듈에 저주파 성분을 전달하는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 장치
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시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 방법으로서,제 1 모듈 측에서, 움직임에 대한 속도 신호를 생성하는 단계; 상기 제 1 모듈 측에서, 상기 제 1 모듈과 제 2 모듈 사이에 연결된 2 포트 네트워크 모듈을 통해 상기 속도 신호를 상기 제 2 모듈 측으로 전송하는 단계; 상기 제 2 모듈과 상기 2 포트 네트워크 모듈 사이에 연결된 추가 속도 신호 발생기를 통해, 상기 제 2 모듈에서 발생한 위치 오차를 보상하기 위해 속도 신호를 추가로 발생시키는 단계 ― 상기 제 2 모듈에서 발생한 위치 오차는 상기 제 1 모듈이 전송한 속도 신호와 상기 제 2 모듈이 수신한 속도 신호 사이의 차이에 의해 발생함 ―;상기 제 2 모듈 측에서, 작용하는 힘을 나타내는 힘 신호를 생성하는 단계; 및상기 제 2 모듈 측에서, 상기 2 포트 네트워크 모듈을 통해 상기 힘 신호를 상기 제 1 모듈 측으로 전송하는 단계를 포함하며,상기 추가 속도 신호 발생기는,식 에 의해 포화되고,여기서, 상기 는 상기 추가 속도 신호 발생기의 전류 값이며, 상기 는 샘플링 기간이며, 상기 는 의 한계값을 갖는 포화 함수이며, 상기 는 상기 제 2 모듈에서 지연된 위치이며, 상기 는 상기 제 2 모듈의 원하는 속도이며, 상기 는 상기 제 2 모듈에서 지연된 속도이며,상기 제 2 모듈 측에서 상기 힘 신호를 상기 제 1 모듈 측으로 전송하는 단계 이후에,상기 제 1 모듈과 상기 2 포트 네트워크 모듈 사이에 연결된 추가 힘 신호 발생기를 통해, 상기 제 1 모듈에 피드백된 힘의 오차를 보상하기 위해 힘 신호를 추가로 발생시키는 단계를 더 포함하며 ― 상기 제 1 모듈에 피드백된 힘의 오차는 상기 제 2 모듈이 전송한 힘 신호와 상기 제 1 모듈이 수신한 힘 신호 사이의 차이에 의해 발생함 ―,상기 추가 힘 신호 발생기는,식 에 의해 데드밴드를 갖고,여기서, 상기 는 상기 추가 힘 신호 발생기의 전압 값이며, 상기 는 상기 제 2 모듈에서 지연된 위치이며, 상기 는 상기 제 1 모듈의 현재 위치이며, 상기 는 상기 와 상기 사이의 오차 상에서 적용되는 이득(gain)이며, 상기 는 상기 제 2 모듈이 원격 환경과 실제로 접촉했는지를 감지하기 위한 조건인,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 방법
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제 11 항에 있어서,상기 속도 신호를 추가로 발생시키는 단계 이후에,상기 제 2 모듈과 상기 추가 속도 신호 발생기 사이에 연결된 제 2 수동성 관찰기를 통해, 상기 2 포트 네트워크 모듈 및 상기 추가 속도 신호 발생기를 통한 에너지의 흐름을 실시간으로 모니터링하는 단계; 및상기 제 2 모듈과 상기 추가 속도 신호 발생기 사이에 연결된 제 2 수동성 제어기를 통해, 상기 제 2 수동성 관찰기에 기초하여 상기 2 포트 네트워크 모듈 및 상기 추가 속도 신호 발생기에서 생성된 에너지를 소모하도록 조절하는 단계를 더 포함하는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 방법
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제 14 항에 있어서,상기 제 2 수동성 관찰기가 모니터링하는 에너지는, 식 로 표현되고,여기서, 상기 는 상기 제 2 수동성 제어기에 의해 교정되는 에너지의 값이며,상기 제 2 수동성 제어기에 의해 교정되는 에너지는,식 로 표현되고,여기서, 상기 는 식 로 표현되는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 방법
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제 11 항에 있어서,상기 힘 신호를 추가로 발생시키는 단계 이후에,상기 제 1 모듈과 상기 추가 힘 신호 발생기 사이에 연결된 제 1 수동성 관찰기를 통해, 상기 2 포트 네트워크 모듈 및 상기 추가 힘 신호 발생기를 통한 에너지의 흐름을 실시간으로 모니터링하는 단계; 및상기 제 1 모듈과 상기 추가 힘 신호 발생기 사이에 연결된 제 1 수동성 제어기를 통해, 상기 제 1 수동성 관찰기에 기초하여 상기 2 포트 네트워크 모듈 및 상기 추가 힘 신호 발생기에서 생성된 에너지를 소모하도록 조절하는 단계를 더 포함하는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 방법
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제 18 항에 있어서,상기 제 1 수동성 관찰기가 모니터링하는 에너지는,식 로 표현되고,여기서, 상기 는 상기 제 1 수동성 제어기에 의해 교정되는 에너지의 값이며, 상기 제 1 수동성 제어기에 의해 교정되는 에너지는, 식 로 표현되고,여기서, 상기 는 식 로 표현되는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 방법
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제 11 항에 있어서,상기 제 1 모듈 측에서 상기 속도 신호를 상기 제 2 모듈 측으로 전송하는 단계가, 상기 제 1 모듈 측에 연결된 가상 스프링 및 가상 질량을 통해, 상기 제 1 모듈에서 상기 제 2 모듈로 전송되는 속도 신호를 필터링하여, 상기 제 2 모듈에 저주파 성분을 전달하는 단계를 더 포함하거나, 또는상기 제 2 모듈 측에서 상기 힘 신호를 상기 제 1 모듈 측으로 전송하는 단계가, 상기 제 1 모듈 측에 연결된 가상 스프링 및 가상 질량을 통해, 상기 제 1 모듈에 작용하는 갑작스러운 힘의 변화를 완충하여, 상기 제 1 모듈에 저주파 성분을 전달하는 단계를 더 포함하는,시간 영역 수동성 기반 원격제어에서 성능을 향상시키기 위한 방법
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