manipulator robot

위치제어

로봇 매니퓰레이터는 끝단을 통해서 작업을 합니다. 이렇게 끝단을 작업하려면 당연히 로봇을 구성하는 각 관절을 움직여야 하므로, 관절공간과 작업공간에서 각각 제어하는 방법이 필요합니다. 관절공간에서의 위치 제어는 로봇 끝단의 위치를 제어하기 위해 필요한 관절의 목표 위치를 계산한 후, 해당 위치로 관절이 이동할 수 있게 하는 것입니다. 이 경우, 작업공간 위치제어 전에 관절공간 위치제어기를 먼저 거치게 됩니다. 작업공간에서의 위치제어는 직접적으로 로봇의 끝단을 제어하기 위한 토크를 각 관절에 적용하는 방식으로 진행됩니다. 로봇 끝단을 이용한 작업은 크게 자유공간작업과 접촉작업으로 분류될 수 있습니다. 자유공간작업: 물체를 어떤 위치에서 다른 위치로 옮기는 것과 같이 환경과의 접촉이 없는 작업 접촉작업: 로..

동역학 파라미터들에 관한 선형 동역학

지금까지 알아본 동역학/역동역학 산출 방식은 모두 파라미터들을 기반으로 계산됨을 알 수 있습니다. 하지만, 실제로는 모든 파라미터들을 정확하게 얻어내기 쉽지 않습니다. 로봇 동역학 모델 식(2.48)을 다시 보면서 얘기하자면, $M(q)\ddot{q}+C(q, \dot{q})\dot{q}+g(q)+d=\tau$ 본 식을 정확하게 구현함에 있어서 가장 어려운 부분은 로봇 링크들의 질량 $m$, 링크 별 무게중심까지의 거리 $r$, 링크 관성 $I$, 관절 구동기 관성 $I_m$, 관절의 마찰계수 $F_s, F_v$와 같은 동역학 파라미터를 정확하게 알기 어려운 것입니다. 그래서 동역학 모델 식 구조를 활용하여 동역학 파라미터들을 추정하는 문제는 오래도록 연구되고 있으며, 이에 대한 예제를 가지고 고찰해보고..

동역학 - 뉴턴 오일러 운동방정식 3

동역학 - 뉴턴 오일러 운동방정식 3 지금까지 알아본, 각 링크의 관절에 설정된 좌표계들 사이의 좌표변환 관계를 고려한 뉴턴-오일러 동역학 알고리즘은 다음과 같습니다. 1. 매니퓰레이터의 글로벌(0번째) 기준 좌표계에 대한 초기 조건을 설정한다. * 초기 직진가속도를 위와 같이 설정함에 따라 중력가속도는 모든 링크들에 자연스럽게 적용됩니다. 2. $i=1$부터 $i=n$까지 전진 순차를 적용합니다. 3. 매니퓰레이터의 끝단의 힘/모멘트에 관한 말단 조건을 가지고 $i=n$부터 $i=1$까지 후진 역차를 적용합니다. 4. $i$번째 관절에서의 힘/토크는 구동기 특성을 고려하여 다음과 같이 결정됩니다. 이제 2링크 매니퓰레이터의 동역학 모델에 적용해보겠습니다. 다음 그림과 같은 매니퓰레이터 시스템에 적용하기..

동역학 - 뉴턴 오일러 운동방정식 2

동역학 - 뉴턴 오일러 운동방정식 2 전진 순차 우선 전진 순차에 대해서 알아보도록 합시다. global 좌표계를 기준으로 할 때, 0번 좌표계를 원점으로 하고 초기 속도/가속도 정보를 가지고 링크 1부터 링크 $n$까지 전진하면서 모든 링크에 부착된 각 좌표계 원점들의 속도와 가속도를 순차적으로 계산하는 것입니다. 일단 다음 그림과 같이 하나의 링크를 세우고, 일반화하여 따져봅니다. 위 그림과 같이 $i-1$번째 링크의 앞/뒤 관절에 붙어 있는 $i-1$번째 좌표계 원점을 $O_{i-1}$로, $i$번째 좌표계 원점을 $O_i$라고 표시합니다. 그러면 $i$번째 좌표계 원점의 직진속도 및 회전속도는 다음 수식과 같이 표현됩니다. 찬찬히 살펴보자면, $i-1$번째 좌표계 원점의 직진속도와 회전속도 + $..