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정과철 (서울과학기술대학교) 박준태 (서울과학기술대학교) 이수영 (서울과학기술대학교)
저널정보
제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 논문지 제어로봇시스템학회 논문지 제26권 제4호
발행연도
2020.4
수록면
256 - 262 (7page)
DOI
10.5302/J.ICROS.2020.20.8003

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A ballbot has free mobility to move in all directions. It is a typical example of a dynamic system with an unstable equilibrium point, and thus it is important to design a reliable control system for it. In this study, a ballbot model is decoupled into a 2D model and analyzed using the Euler-Lagrange dynamic equations. The relationship between the wheels of the 2D model and the omni-wheels of an actual system is presented. The nonlinear dynamic system of the ballbot is linearized using the Taylor series expansion, and an LQR control with integral action is proposed. In this study, an integral controller is added to the LQR control to solve the problem due to the uncertainties in the dynamics model and to improve the stability of the ballbot control system. Experimental results are presented to validate the proposed controller.
#ballbot #decoupled model #Euler-Lagrange dynamic equation #LQR control

목차

Abstract
I. 서론
II. 시스템 모델
III. LQR 제어기 설계
IV. 실험 결과
V. 결론
REFERENCES

참고문헌 (19)

참고문헌 신청
T. Lauwers, G. Kantor, and R. Hollis, “One is enough,” Proc. of 12th Int’l Symp. on Robotics Research, pp. 1-10, 2005. google schola A. Lotfiani, M. Keshmiri, and M. Danesh, “Dynamic analysis and control synthesis of a spherical wheeled robot (ballbot),” In 1st RSI/ISM international conference on robotics and mechatronics (ICRoM), pp. 481-486, 2013. google schola J. Lee and H. Park, “A study on balancing control of ballbot robot systems,” Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers (in Korean), vol.27, no.3, pp. 244-251, 2018. google schola G. Seyfarth, “Design, construction, and evaluation of a ballbot with a spherical induction motor,” Master’s Thesis, Carnegie Mellon University, Aug. 2016. google schola P. Fankhauser and C. Gwerder, “Modeling and control of a ballbot,” Eidgenossische Technische Hochschule Zurich, 2010. google schola

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