모델 예측 경로 적분을 활용한 하이브리드 케이블 구동 로봇의 전신 제어기 개발

강민형; 박이새; 장근우; 박범영; 김상현

doi:10.3795/KSME-A.2025.49.2.089

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저자정보: 강민형 (경희대학교) 박이새 (경희대학교) 장근우 (한국과학기술연구원) 박범영 (Institute for Human & Machine Cognition) 김상현 (경희대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제49권 제2호(통권 제473호)

발행연도: 2025.2

수록면: 89 - 102 (14page)

DOI: 10.3795/KSME-A.2025.49.2.089

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본 논문은 케이블 구동 병렬 로봇(CDPR)과 매니퓰레이터를 결합한 여자유도 하이브리드 케이블 구동 로봇(HCDR)의 제어 문제를 다룬다. HCDR은 두 시스템의 결합으로 발생하는 비선형성으로 인해 동적 환경에서의 안정적인 제어가 어렵다. 이를 해결하기 위해, 모델 예측 경로 적분(MPPI) 기법을 활용한 전신 제어 전략을 제안한다. 이 방법은 동적 환경에서도 HCDR의 비선형성을 효과적으로 완화하며, 관절 공간에서 샘플링 방식을 통해 작업 공간 외의 제약 조건을 직접적으로 다룰 수 있다. 또한, CDPR의 장력 제어 안정성을 높이기 위해 널스페이스 기반 장력 분배 알고리즘(TDA)을 도입하였다. 제안된 제어 전략은 GPU 병렬 연산으로 구현되었으며, 가제보 시뮬레이터에서 수행된 실험을 통해 검증 되었다.

#Model Predictive Path Integral(MPPI, 모델 경로 예측 적분) #Hybrid Cable Driven Robot(HCDR, 하이브리드 케이블 구동 로봇)

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