DOB 및 센서리스 임피던스/어드미턴스 기반 모션·진동 제어 연구

Motion and Vibration Control with DOB and Sensorless Impedance/Admittance Rendering

연구 내용

Disturbance Observer 기반 모션 제어와 센서리스 임피던스·어드미턴스 렌더링을 결합해 다양한 로봇 플랫폼의 추종성과 진동 억제를 달성하는 연구

로봇의 모션 제어에서 불확실성을 완화하기 위해 disturbance observer(DOB) 명목 모델을 설계합니다. 실제 플랜트 모델과의 차이를 고려해 reduced-order nominal model로 제어기를 구성하여 추종 오차와 과도 응답 성능을 개선합니다. 또한 저비용 direct drive motor에서 토크 리플이 임피던스 렌더링 성능을 저하하는 문제를 다루기 위해 torque sensor-less impedance control을 제안합니다. steer-by-wire 시스템에서는 DOB 기반 속도 제어와 센서리스 admittance 제어로 조향감을 구현하고, 강성·감쇠 튜닝이 렌더링 특성에 미치는 영향을 분석합니다. 더 나아가 야외용 이동 로봇을 위한 dual-stage vibration isolator를 설계하여 skyhook 계열의 제어 개념으로 진동을 저감합니다.

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3건

연구 흐름

초기에는 저비용 direct drive motor에서 토크 리플이 임피던스 렌더링과 토크 제어에 미치는 영향을 분석하고, transparent sensor-less impedance rendering 전략을 정식화했습니다. 이후 다자유도 산업용 로봇의 DOB에서 명목 모델 차수 문제를 줄이기 위해 reduced-order nominal model을 도입하고, 불확실성 환경에서 추종 성능 개선을 검증했습니다. 이후 steer-by-wire 해석·제어로 확장하여 DOB 기반 속도 제어와 센서리스 admittance 제어를 함께 적용하며 조향감 튜닝 절차를 정리했습니다. 최근에는 야외 이동 로봇용 dual-stage 진동 절리기를 설계하고, 실제 하중과 시스템 조건을 고려해 진동 억제 성능을 도출하는 방향으로 연구를 진행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

DOB 기반 추종 제어
Reduced-order nominal model 설계
Torque sensor-less impedance control
센서리스 admittance rendering
Steer-by-wire 조향감 튜닝
진동 격리 제어기 설계
다단 구동계 감쇠 최적화
불확실성 강건 모션 제어
로봇 플랫폼 작업공간 제어
가변 관성 기반 동특성 제어