과소 작동 문제를 갖는 구형 이동 로봇의 동적 표면 기법 기반의 비선형 제어

이호승; 현창호; 박봉석

doi:10.5391/JKIIS.2021.31.4.287

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이호승
현창호 (공주대학교)
박봉석 (공주대학교)

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본 논문은 과소 작동 문제를 갖는 구형 이동 로봇의 동적 표면 제어를 제안한다. 구형 이동 로봇의 과소 작동 문제는 제어 성능을 저조하게 하거나 하드웨어의 내구성을 손상시킬 수 있다. 이를 해결하기 위해 구형 이동 로봇 시스템의 안정화를 위한 기준각도로 가상 각도를 도입하고 동적 표면 제어 기법을 이용하여 비선형 제어기를 설계한다. 안정성 확보를 위해서 Lyapunov 안정성 이론에 의해 모든 오차는 궁극적으로 균일하게 유계가 된다. 마지막으로 모의실험을 통해 제안한 제어 시스템의 성능을 검증한다.

This paper proposes the dynamic surface control of a spherical mobile robot to overcome the under-actuation problem. The under-actuation problem of spherical mobile robot can greatly aggravate the control performances and could even damage the robot hardware. In order to overcome this problem, we introduce a virtual angle as a reference angle for stabilization of a spherical mobile robot system and design a nonlinear controller based on dynamic surface control technique. For guaranteeing the stability of the proposed controller, it is analyzed using Lyapunov stability theory and shows that all the errors are noted to be uniformly ultimately bounded. finally, some simulation result validates its performance.

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