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궤적 생성 방법

드디어 제어를 로봇에 직접 적용할 수 있는 파트입니다. 물론, 직전에 배운 기구학, 동역학, 동역학 파라미터 추정 등이 로봇 매니퓰레이터 제어 시에 필요 없는 것이 절대 아닙니다. 다만, 본 장을 포함해 앞으로 나올 위치기반 제어, 토크 기반 제어, 힘 제어, 그리고 컴플라이언스 제어까지 모든 제어 방법을 하나의 요리라고 한다면, 지금까지 공부한 것들은 로봇의 상태를 이해하기 위한 재료를 준비한 것이기 때문이죠. 동역학 기반 위치제어나 힘제어를 수행하기 위해서는 로봇 매니퓰레이터 작업상의 시작위치와 종료위치 사이의 궤적(trajectory)을 시간에 대한 함수로 정의하여 제어를 수행하는 것이 좋습니다. 당연하게도, 이는 매 제어 샘플링마다 연속적인 제어 입력 값이 인가될 수 있어야 상대적으로 좋은 제어 ..

Dynamics and Inverse dynamics

Dynamics and Inverse dynamics 로봇 동역학은 매니퓰레이터에 작용하는 힘/토크들과 관절 가속도 간의 관계를 기술 한 것입니다. 용도에 따라서 다음과 같이 2가지로 구분됩니다. 순동역학 (forward dynamics or direct dynamics) : 주어진 입력 힘/토크에 대해서 로봇 운동 관절의 가속도를 산출하는 것. 부가적으로 수치적분 알고리즘을 적용하여 로봇 운동관절의 속도/위치 정도까지도 확정하여 얻는 과정을 포함하여 forward dynamics라고 한다. 역동역학 (inverse dynamics) : 주어진 운동 관절의 가속도 정보로 부터 로봇의 힘/토크를 산출하는 것. 이를 확장하여 로봇 운동관절의 위치/속도/가속도가 주어져 있을 때, 상응하는 로봇 힘/토크를 대수..

동역학 - 뉴턴 오일러 운동방정식 1

동역학 - 뉴턴 오일러 운동방정식 들어가기 라그랑주 운동방정식은 해석적으로 사용할 수 있다는 장점이 있지만, 미분 연산을 요구하므로 3자유도 이상의 다관절 로봇 매니퓰레이터의 경우에는 적용하기 까다롭다는 단점이 있습니다. 그러나 뉴턴-오일러 운동방정식은 미분연산을 요구하지 않으면서 대수학만으로 로봇 동역학 모델을 얻을 수 있습니다. 물론 뉴턴-오일러 운동방정식으로도 해석적인 형태의 로봇 동역학 모델을 얻을 수 있지만, 이를 위한 목적보다는 6자유도 등과 같은 다자유도 로봇의 동역학 모델을 수치적으로 얻을 때 주로 이용됩니다. 이러한 방법은 '전진 순차', '후진 역차' 방법으로 힘/모멘트를 계산하는 방식으로 구성됩니다. 이상입니다. * 본 글은 "실험로보틱스 교재 I(매니퓰래이션 및 비젼), 한국로봇학회..

동역학 - 라그랑주 운동방정식 2

동역학 - 라그랑주 운동방정식 2 지금까지 살펴본 라그랑주 운동방정식을 1 링크, 2 링크 매니퓰레이터에 적용해봅시다. 순서: 1) 운동에너지 & 위치에너지 방정식을 구한다. 1-1) 링크가 관성을 갖는 경우, 각 링크의 관성을 고려하면서 직진/회전 운동에너지를 모두 고려해야 한다. 2) 라그랑지안을 구한다. 3) 식(2.3)을 적용하여 로봇 동역학 모델을 정의한다. $\frac{d}{dt}(\frac{\partial L}{\partial \dot{q}})-\frac{\partial L}{\partial q}=\tau$ 4) 부가적으로, 3)에서 구한 모델을 잘 정리하여 동역학의 성분 별로 분리할 수 있다. 1 링크 매니퓰레이터 다음과 같은 조건의 1 링크 로봇 매니퓰레이터의 동역학 모델을 얻어보는 과정..