6 자유도를 갖는 정밀 위치제어용 병렬 매니퓰레이터의 모델링과 제어 = Modeling and control of a 6-degree-of-freedom micro-positioning parallel manipulator

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정밀 위치제어에 적합하도록 제안된 6 자유도 병렬 매니퓰레이터에 대하여 기구학 해석, 동력학 해석 및 정밀 위치제어 방법에 대하여 연구를 진행하였다. 먼저, 기구학 해석은 역 기구학 해석, 정 기구학 해석 및 미분 기구학 해석으로 나누어 연구하였고, 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 첫째, 제안된 6 자유도 병렬 매니퓰레이터의 역 기구학 해 및 정 기구학 해를 구하였으며, 정 기구학 해의 8개의 해의 형상을 구하여 도시하였다. 또한 정 기구학 해가 존재할 조건을 해석적으로 구하였고, 작업공간 해석을 하였다. 둘째, 미분 기구학 해석을 통하여 매니퓰레이터의 특이점을 분석하고, 5가지의 특이형상이 되는 조건을 구하였다. 셋째, 본 연구의 3-PRPS 병렬 매니퓰레이터를 수행할 작업조건에 적합하도록 설계하기 위한 설계방안을 제안하였다. 한편, 동력학 해석 및 정밀 위치제어 방법 연구에서는 Lagrangian Mehod를 이용하여 제안된 6 자유도 병렬 매니퓰레이터의 운동 방정식을 유도하고, 매니퓰레이터의 마찰 특성을 분석하여 각 조인트의 마찰을 모델링을 하였다. 또한 정밀 위치제어 전략으로 카테시안 공간에서 유도한 운동 방정식과 조인트 공간에서 유도한 운동 방정식에 적용 가능한 2가지 형태의 계산토크 제어 방안에 대하여 고찰 하였으며, 계산토크 제어 방법 적용시 계산 부하를 줄이기 위한 동력학 적 모델의 단순화 방안을 제시하였고, 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 첫째, 운동 방정식에 포함된 관성항, 원심/코리올리항 및 중력항의 크기를 동적 시뮬레이션을 통하여 비교 분석한 결과, 원심/코리올리 항은 무시할 수 있음을 확인하였다. 또한, 매니퓰레이터의 결합 특성 분석을 통하여 관성 행렬의 주대각 이외의 요소는 ?인 경우 매니퓰레이터의 동적 특성에 미치는 영향이 매우 작아 무시할 수 있음을 확인하였다. 둘째, 모델 기반제어 적용시 운동 방정식 중 원심력/코리올리력, 관성행렬의 주대각 이외의 요소를 무시하여도 제어 정밀도에 영향이 없음을 동적 시뮬레이션을 통하여 검증하였고, 따라서 모델기반 제어시 실시간 제어에 제약이되는 계산시간부하를 동력학적 모델의 단순화를 통하여 줄일 수 있음을 확인하였다. 셋째, 계산토크 제어 방법중 카테시안 공간 계산토크 방법이 조인트 공간 제어 방법에 비교하여 간단하게 구성될 수 있고, 계산부하 측면에서도 유리하다.
Advisors
권동수researcherKwon, Dong-Sooresearcher
Description
한국과학기술원 : 자동화및설계공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
1996
Identifier
109078/325007 / 000947528
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 자동화및설계공학과, 1996.8, [ vi, 83 p. ]

Keywords

모델링; 정밀 위치제어; 병렬 매니퓰레이터; Parallel manipulator; Modeling; Micro-positioning control

URI
http://hdl.handle.net/10203/44360
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=109078&flag=dissertation
Appears in Collection
ME-Theses_Master(석사논문)
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