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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최동일
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 명지대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수41
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Wheeled-legged robot은 평지에서 안정적이고 민첩한 이동을 하며 장애물 극복 능력이 뛰어나다는 장점이 있다. 그러나 좁은 공간에 직면했을 때 이를 극복하는 것에 한계를 가진다. 이를 극복하기 위해 Control Moment Gyroscope(CMG) Unicycle-Legged Robot을 개발하였다. 가위 쌍 구조의 CMG를 적용해 롤 방향의 균형을 제어하였으며 로봇을 이중 역진자 시스템으로 가정하여 피치 방형의 균형을 제어하였다. 롤 방향과 피치 방향의 제어 시스템을 분리한 시스템에서 LQR, MPC 최적 제어를 수행하였으며 설계한 제어기의 성능을 Gazebo 시뮬레이션에서 검증하였다. wheeled-legged robot의 장점인 이동성을 검증하기 위해 속도제어 시뮬레이션을 하였으며, 이를 통해 로봇이 0.15m의 좁은 공간을 통과할 수 있음을 확인하였다. 또한 로봇의 회전 제어를 하기 위해 CMG에서 발생하는 토크를 사용하는 방법을 고안하였고 이를 Gazebo 시뮬레이션에서 검증하였다. 시뮬레이션에서 검증한 모델과 제어기를 실제 모델과 제어기로 구현하여 CMG의 균형 제어와 다리의 관절 제어 성능을 확인하였다.
목차
그림목차 ⅲ표목차 ⅳ국문초록 ⅴ제1장 서 론 1제2장 하드웨어 디자인 31. 하드웨어 32. 모터 및 모터 드라이버 5가. Prodrive v2 5050 BLDC 모터 5나. RMD-x6 모터 6다. Maxon EC-4pole 모터 7라. BLDC 인휠모터 8마. 모터제어기 VESCular6 9바. 모터제어기 VESCuino 10제3장 동역학 설계 111. CMG 시스템 설계 12가. Roll dynamics for simulation model 14나. Roll dynamics including motor dynamics for real model 152. Unicycle-Legged Robot 시스템 설계 16가. Pitch dynamics for simulation model 19제4장 제어기 설계 221. Roll Balancing Controller 22가. LQR controller in simulation 22나. LQR controller in real model 232. Pitch Balancing Controller 243. Yaw Directional Rotation Control 26제5장 시뮬레이션 281. Self-Balancing Simulation 302. X-directional Velocity Control Simulation 313. Obstacle Avoidance Simulation 33제6장 실 험 341. Joint Control of Unicycle-Leg 342. Balancing Control of CMG Test Platform 35제7장 결 론 37참 고 문 헌 38Abstract 40
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