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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김정엽
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수24
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불규칙적인 지형 환경에 안정적으로 보행하기 위한 이족 보행 로봇 SUBO-1의 힘-위치 하이브리드 제어 기반의 균형 제어 전략에 대해 다루었다. 보행 로봇의 경우 기본적으로 스윙 다리를 올바른 위치에 정확하게 착지시키기 위해 다리의 위치 제어가 필요하다. 또한, 불규칙적인 지형에서 로봇이 넘어지지 않도록 하기 위한 로봇의 힘 제어 기반 균형 유지가 필요하다. 본 연구에서는 로봇의 균형 유지를 위해 Capture Point(CP) 위치를 제어하기 위한 Zero Moment Point(ZMP) 위치를 도출하였고 로봇의 CoM 높이 유지를 위해 양 발에 필요한 참조 수직 합력 또한 로봇의 참조 무게 중심 높이로부터 얻어내었다. 앞서 도출한 ZMP와 수직 합력을 만족시키며 각 발의 국부 ZMP 위치가 각 발의 모서리를 벗어나지 않도록 하는 각 발의 최적 수직 힘과 롤/피치 모멘트를 Quadratic Programming(QP)를 이용해 최종적으로 도출하였다. 도출된 각 발의 수직 힘과 롤/피치 모멘트를 구현하기 위해 자코비안을 이용한 피드 포워드 제어와 발에 장착된 Force/Torque 센서를 이용한 비례 적분 피드백 제어를 사용하였으며, 발의 수평 힘과 요잉 모멘트는 발 착지 위치를 위한 Task-Space PD 제어에 사용되었다. 최종적으로 이족 보행 로봇 SUBO-1를 지면이 기울어지는 트레드밀에서 양 발 균형 제어와 한 발 균형 제어 실험, 제자리 보행 시에 균형 유지 실험으로부터 검증하였다.
목차
I. 서 론 11. 연구의 배경 12. 기존의 연구 사례 23. 연구의 목적 및 전략 4II. 이족 보행 로봇 SUBO-1 6III. 자세 안정화 제어 알고리즘 101. 제어 전략 102. CP 피드백 제어와 CoM 높이 제어 113. QP 최적화를 통한 발의 수직 힘 및 롤/피치 모멘트 도출 144. 힘-위치 하이브리드 제어 185. 보행 궤적 및 자세 안정화 제어 통합 22IV. 균형 제어 실험 251. 외력 극복 실험 262. 기울기가 변하는 경사면에서의 균형 제어 실험 373. 제자리 보행 시 균형 유지 실험 47V. 결 론 57Appendix A 581. Task-Space PD Control 58참고문헌 60영문초록(Abstract) 62감사의 글 63
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