This thesis covers the modeling and analysis of the dynamic relationship between the link space and the motor space of the twisted string actuator system and its control methodology by breaking away from the conventional kinematics model and employing the static model. The static model allows it possible to analyze which procedure between the motor and link space propagates the torque of motor to tension in the link space through the twisted string actuator which cannot be explained in the kinematic model. Then, we design the dynamic model of twisted string actuator system using force components derived from static model and propose design methodology of dynamic based adaptive tension controller. The twisted string actuator also has variable stiffness property depending on the state of the motor and link. Then, we analyze the variable stiffness property. And based on its results, we propose the design methodology of bidirectional position and stiffness controller.
이 논문은 선행적으로 연구되었던 줄꼬임 구동기의 운동학 모델에서 탈피하고 정역학 모델을 채택하여 줄꼬임 구동기 시스템의 링크공간과 모터공간 간의 동역학적 관계에 대한 모델링, 해석과 그것의 제어에 대한 내용을 다룬다. 정역학 모델은 운동학 모델에서는 설명할 수 없었던 부분인 모터공간과 링크공간간의 어떤 연결관계와 일련의 과정이 모터의 토크를 줄꼬임 구동기를 거쳐 링크공간의 장력으로 전파시키는지에 대한 해석을 가능하게 한다. 줄꼬임 구동기의 정역학 모델에 대한 해석을 모터공간과 링크공간의 운동방정식에 반영한 줄꼬임 구동기 시스템의 동역학 모델을 설계하고, 이 동역학 모델을 활용하여 줄꼬임 구동기의 장력을 제어하는 방법을 제시한다. 또한, 줄꼬임 구동기는 모터공간의 상태와 링크공간의 상태에 따라 가변적인 강성을 가지게 되는데, 이러한 특성에 대한 해석을 바탕으로 양방향 줄꼬임 구동기 시스템 링크의 위치뿐만 아니라 강성도 독립적으로 제어할 수 있는 방법을 제시한다.
