구동륜 운동모델에 기반한 역진자 주행로봇의 견인력 제어

김민직; 김용국; 권상주

doi:10.5302/J.ICROS.2024.24.0193

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김민직 (한국항공대학교) 김용국 (한국로봇융합연구원) 권상주 (한국항공대학교)

저널정보: 제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 논문지 제어로봇시스템학회 논문지 제30권 제11호

발행연도: 2024.11

수록면: 1,305 - 1,312 (8page)

DOI: 10.5302/J.ICROS.2024.24.0193

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This paper presents a traction control method for an inverted pendulum self-balancing robotic vehicle aimed at maintaining postural stability on low friction surfaces by preventing unexpected wheel slip. The maximum transmissible torque (MTT) estimation method allows for the traction force of a wheel to be sustained by restricting the overall control input to the MTT in real time. However, the anti-slip performance is heavily dependent on the accuracy of the dynamic model of driving wheels. To address this issue, we first incorporate the coupling effect of the inverted pendulum into the longitudinal motion model. Next, a nonlinear disturbance observer is implemented to compensate for model uncertainty due to unknown surface conditions. Comparative simulations demonstrate that the proposed traction control method significantly enhances the stability of the self-balancing vehicle, which greatly reduces the likelihood of fall-overs, especially when the balancing robot is operating on slippery flat surfaces or unknown slopes.

#traction control #slip and turnover avoidance #anti-slip system #self-balancing robot #nonlinear disturbance observer

참고문헌 (24)

참고문헌 신청

https://robotsguide.com/robots/handle.

https://www.ascento.ai/

N. Uddin, T. Nugroho, and W. Pramudito, “Stabilizing Two-wheeled robot using linear quadratic regulator and states estimation,” 2017 2nd International conferences on Information Technology, Information Systems and Electrical Engineering (ICITISEE), Yogyakarta, Indonesia, pp. 229-234, 2017.

J. Huang, Z. Guan, T. Matsuno, T. Fukuda, and K. Sekiyama, “Sliding-mode velocity control of mobile-wheeled inverted-pendulum systems,” IEEE Transactions on Robotics, vol. 26, no. 4, pp. 750-758, Aug. 2010.

Y. Kim and S. Kwon, “Robust stabilization of underactuated two-wheeled balancing vehicles on uncertain terrains with nonlinear-model-based disturbance compensation.” Actuators, vol.11, 339, 2022.

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