복합 전달 및 접촉 힘 제어를 포함하는 로봇 작업에서, 높은 성능의 운동 제어를 달성하면서도 안정적인 환경 접촉을 보장하는 것은 어렵다. 본 논문에서는 이러한 힘 제어의 품질에 영향을 미치는 요인들 중, 기계 부품의 정렬 불일치로 인한 진동, 구동기 부정확성, 마찰의 비선형 효과, 백래클을 포함하여 고려하고자 한다. 상기 모든 요인은 힘 교란(force disturbances)으로 통칭하여 볼 수 있다. 높은 성능의 운동 제어와 접촉 안정성을 지향하여, 새로운 통합 교란 관측기(disturbance observer, DOB) (IDOB)를 제안한다. IDOB는 위치 측정(position measurements)과 함께 힘 센서 측정(force sensor measurements), 그리고 식물 모델(plant model)을 사용하여 접촉 안정성을 손상시키지 않으면서도 식물 내에서 힘 교란의 영향을 분리(isolate)하고 강건하게 억제한다. 본 연구에서는 이를 힘 제어 시스템에 적용하여 자유 공간과 접촉 상황에서 향상된 힘 제어 성능을 시연한다. 제안된 IDOB의 수동성(passivity), 강건 안정성(robust stability), 교란 억제 성능을, 힘 기반 DOB의 유무에 따라 기존의 힘 제어기들과 비교한다. 마지막으로, 다양한 상호작용 조건에서 자유 공간과 접촉 환경에서 실제 실험을 수행한 결과, IDOB가 전달 힘 제어 및 교란 억제 성능을 향상시키는 것으로 나타났다. 또한 강성 환경(stiff environments)에서 접촉 안정성을 유지하면서 충돌 시 최대 힘(peak collision force)이 감소한다.

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