Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
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| dc.contributor.advisor | Chang, Pyung Hun | - |
| dc.contributor.author | Do, Jin Ho | - |
| dc.date.accessioned | 2017-05-10T08:50:07Z | - |
| dc.date.available | 2016-05-18T00:00:00Z | - |
| dc.date.issued | 2013 | - |
| dc.identifier.uri | http://dgist.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002262502 | en_US |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/20.500.11750/1338 | - |
| dc.description.abstract | In this thesis, I present analysis of Time-Delay Control (TDC) and Enhanced Time-Delay Control (ETDC) for robot manipulators. Each control will be analyzed and represented by their characteristics. In addition, a new controller with combining strong points from each control scheme will be proposed. Time-Delay Control is a well-known controller because it is simple and robust, but it has a problem; Time Delay Estimation (TDE) errors occur because the TDC uses TDE scheme to estimate uncertainties of robot manipulators with discontinuous dynamics, also known as hard nonlinearities. In order to remedy the problem, ETDC is proposed. While it compensates for the TDE error, a new problem is created: chattering. In order to alleviate the problem, a new controller, which is much more robust than ETDC is proposed. It also shows better initial error than ETDC. Simulations and experimentations show the effectiveness of the proposed controller. ⓒ 2013 DGIST | - |
| dc.description.tableofcontents | I . Introduction 1-- 1.1 Research background and motivations 1-- 1.2 Composition of thesis synopsis 4-- II . Literature Study 5-- 2.1 Time Delay Control 5-- 2.1.1 Outline 5-- 2.1.2 Time Delay Control 6-- 2.1.3 Time Delay Estimation Error 10-- 2.2 Enhanced Time Delay Control 11-- 2.2.1 Outline 11-- 2.2.2 Enhanced Time Delay Control 12-- 2.3.3 Time Delay Estimation Error Term 14-- 2.2.4 Analysis 16-- III . Design and Analysis of Proposed Control 21-- 3.1 Outline 21-- 3.2 Design of the Proposed Control 22-- 3.3 Analysis of the Proposed Control 23-- 3.4 Discussion 29-- IV . Simulation 31-- 4.1 One Link Robot Manipulator 31-- 4.1.1 Plant for the one link manipulator simulation 31-- 4.1.2 Design of the Controllers 33-- 4.1.3 Results of the one link manipulator simulation 35-- 4.2 Two Links Robot Manipulator 40-- 4.2.1 Plant for the two links manipulator simulation 40-- 4.2.2 Design of the Controllers 42-- 4.2.3 Results of the two links manipulator simulation 44-- V . Experimentation 50-- 5.1 Composition of System 50-- 5.2 First Experimentation : NEW and ETDC with same gains 53-- 5.2.1 Implementation 54-- 5.2.2 Results 56-- 5.3 Second Experimentation: NEW with various characteristic gains 61-- 5.3.1 Implementation 61-- 5.3.2 Results 63-- 5.4 Third Experimentation: NEW and ETDC with optimally tuned gains 67-- 5.4.1 Implementation 67-- 5.4.2 Results 71-- 5.5 Conclusion 78-- VI . Conclusion 80-- 6 Conclusion 80 |
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| dc.format.extent | 99 | - |
| dc.language | eng | - |
| dc.publisher | DGIST | - |
| dc.subject | TDC | - |
| dc.subject | TDE | - |
| dc.subject | TDE error | - |
| dc.subject | ETDC | - |
| dc.subject | chattering | - |
| dc.subject | 시간지연제어 | - |
| dc.subject | 시간지연추정 | - |
| dc.subject | 시간지연추정 오차 | - |
| dc.subject | 향상된 시간지연제어 | - |
| dc.subject | 채터링 | - |
| dc.title | An Enhanced Time-Delay Control using a Second-Order Time-Delay Estimation for Robot Manipulators | - |
| dc.title.alternative | 로봇 매니퓰레이터를 위한 이차시간지연추정방법을 이용한 향상된 시간지연제어 | - |
| dc.type | Thesis | - |
| dc.identifier.doi | 10.22677/thesis.2262502 | - |
| dc.description.alternativeAbstract | 로봇 매니퓰레이터는 매우 비선형적이며(highly nonlinear), 관절 별 동역학이 서로 강하게 연관된(strongly coupled)된 플랜트이다. 따라서, 로봇의 움직임을 정확히 제어하기 위해서는 매우 복잡한 비선형제어기가 필요하게 된다. 그러나 실제로 이런 제어기를 설계한다는 것은 어려울 뿐만 아니라, 제어기의 구현 측면에서도 비효율적이다. 따라서 좀 더 간단한 구조를 가지면서도 플랜트의 비선형성이나 외란(disturbance)에 강인한 제어기법이 요구 되었다. 이러한 요구에 부응할 수 있는 제어기법으로서 시간지연을 이용한 제어기법(Time Delay Control:TDC)이 제안되었다. TDC 는 플랜트의 예측 못한 외란이나 잘 모르는 비선형 동역학을 추정하기 위해 시간지연추정(Time Delay Estimation: TDE)을 이용하는 제어기이다. 이 제어기는 지금까지 개발된 고등 제어 알고리즘에 비하여 단순한 구조를 지니면서도, 외란과 매개변수의 변동에 대한 우수한 강인성을 보인다. 하지만, TDE 기법의 이용으로, 시간 지연된 입력과 출력을 이용하기 때문에, 시간지연 보다 빠른 동역학 특성, 소위 Hard Nonlinearity 로 분류되는 정지 마찰력(static friction)이나 쿨롱마찰력(coulomb friction)이 플랜트에 존재할 경우, TDC 의 제어 성능이 저하되는 현상을 보여준다. 이러한 시간지연추정 기법의 사용시, 생기는 시간지연추정 오차에 의해서 시간지연제어기의 성능을 저하시킨 것이다. 이 시간지연추정 오차를 보상하여 제어 성능을 더욱 향상시킨 제어기로는 향상된 시간지연제어(Enhanced Time Delay Control: ETDC)가 제안되었다. 향상된 시간지연제어기법은 전반적으로 시간지연제어기법에 비해, 좋은 성능을 보여준다. 하지만, 향상된 시간지연제어기법은 기존의 시간지연제어기법에 비해 채터링(chattering)같은 현상을 보여준다. 따라서 향상된 시간지연제어기법의 이러한 문제를 해결하기 위해, 이차 시간지연추정을 이용한 향상된 시간지연제어(Enhanced Time-Delay Control using a Second-Order Time Delay Estimation)를 이 논문에서 제안한다. 제안한 제어기법은 시간지연제어기법과 향상된 시간지연제어기법의 중간 정도의 특성을 가지고 있다. 제안한 제어기법에서는 채터링과 같은 문제를 유발하지 않는 시간지연제어기법의 특성을 가지면서도, 향상된 시간지연제어기법의 뛰어난 제어성능을 보여준다. 제안하는 제어기의 설계 방법은 기존의 향상된 시간지연 제어에서 사용한 시간지연추정 오차보상항을 시간지연추정오차에 관하여 유도한 다음 그 유도된 시간지연추정오차 항과 어떠한 게인과 결합함으로써 설계 할 수 있다. 그 게인은 특성게인(characteristic gain)이라 명명되었으며, 이 게인의 범위는 0 과 1 사의 값을 가진다. 이 게인이 0 으로 가깝게 설정이 되었을 때, 제안한 제어기의 특성은 기존의 시간지연제어기법과 가까운 특성을 보여준다. 하지만 그 게인값을 1 에 가깝게 설정을 할 경우, 제안한 제어기는 향상된 시간지연제어기법의 특성을 보여준다. 따라서 이 게인을 적절히 선정하여 제안한 제어기법을 적용하면, 기존의 시간지연제어기보다는 월등한 제어성능을 보여주면서, 향상된 시간지연제어기의 문제점인 채터링 문제점을 완화시킨 제어성능을 나타낸다. 이 제안한 제어기법은, 주파수응답특성해석을 통하여 실제로 기존의 시간지연제어기법과 향상된 시간지연제어기법의 특성을 가진 것을 증명한다. 1 자유도 로봇 매니퓰레이터와 2 자유도 매니퓰레이터의 시뮬레이션실험으로 향상된 시간지연제어기와 성능을 비교하였다. 또한, 실제 6 축 로봇실험을 통하여 제안한 제어기법의 특성을 보여주기 위한 실험과 더불어, 향상된 시간지연제어기법과 비교실험을 통하여 제안한 제어기법의 우수한 제어성능을 증명한다. ⓒ 2013 DGIST |
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| dc.description.degree | Master | - |
| dc.contributor.department | Robotics Engineering | - |
| dc.contributor.coadvisor | Moon, Jeon Il | - |
| dc.date.awarded | 2013. 8 | - |
| dc.publisher.location | Daegu | - |
| dc.description.database | dCollection | - |
| dc.date.accepted | 2016-05-18 | - |
| dc.contributor.alternativeDepartment | 대학원 로봇공학전공 | - |
| dc.contributor.affiliatedAuthor | Do, Jin Ho | - |
| dc.contributor.affiliatedAuthor | Chang, Pyung Hun | - |
| dc.contributor.affiliatedAuthor | Moon, Jeon Il | - |
| dc.contributor.alternativeName | 도진호 | - |
| dc.contributor.alternativeName | 장평훈 | - |
| dc.contributor.alternativeName | 문전일 | - |
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- Department of Robotics and Mechatronics Engineering Theses Master
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