비틀림 자이로휠을 이용한 인버티드 펜듈럼의 제어

Q: 이 논문에서 정의한 비틀림 자이로휠이란 무엇인가?

비틀림 자이로휠은 회전하는 자이로휠의 회전축 방향을 비틀어 3차원 공간에서 토크를 발생시켜 도립진자를 안정화하는 새로운 구동 방식이다. 이는 기존의 관성휠 방식보다 큰 토크를 발생시키고, 소형화가 가능하며, 토크를 비교적 오랜 시간 동안 연속적으로 출력할 수 있는 장점이 있다.

Q: 비틀림 자이로휠을 이용한 도립진자 제어 시스템의 핵심 기능은 무엇인가?

연구 결과, 비틀림 자이로휠을 이용한 도립진자 제어 시스템은 초기 무게중심 오차를 자동으로 보정하는 원점제어기능과 지속적인 토크 발생을 위해 z축 회전부를 안전 위치로 되돌리는 토크 리로더 기능을 포함한다. 이 두 가지 특수 제어 기능은 시스템의 안정성과 연속적인 제어 능력을 향상시킨다.

황정문; 표범식; 김정한

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자료유형: 학술저널

저자정보: 황정문 (서울과학기술대학교) 표범식 (서울과학기술대학교) 김정한 (서울과학기술대학교)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering 한국정밀공학회지 Vol.28 No.10

발행연도: 2011.10

수록면: 1,181 - 1,188 (8page)

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A control system for stabilizing a small robot or inverted pendulum using twisted gyro wheel is proposed. Conventional stabilizer using inertial wheel employs action-reaction force/torque to control a pendulum, which can generate relatively small torque and short period of output. In this paper, a novel actuation method using twisted gyro torque in 3-dimentional space was proposed to stabilizing a pendulum by twisting the assembly including a rotating gyro wheel. In addition, two special control functions for this type of twisted gyro wheel were designed. One is the function of self-adjusting the mass center of the robot and the other is the torque reloading configuration for continuous torque generation. The proposed system was verified by experimental result and simulation. The designed twisted gyro wheel control system can be easily packed in a small size module and installed in a humanoid robot or inverted pendulum type mechanism.

#Gyro-wheel (자이로 휠) #Reaction-wheel (리액션 휠) #3 Axes Attitude Control (3축 자세제어)

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