Hybrid position/force control is a form of manipulator control in which the degrees of freedom of manipulators are partitioned into a position controlled subset and a force controlled subset. This hybrid position/force control is an effective tool for carrying out the task whose geometry constrains position of the manipulator. This study organizes a task-oriented architecture of the hybrid control under the consideration of dynamic characteristics of the manipulator and robustness to its environmental uncertainties: A type of SISO pole assignment self-tuners was adopted as position and force controllers based upon results of dynamic coupling evaluation that the cartesian space dynamics is less coupled compared with the joint space dynamics. Controller formulation in task-oriented coordinates has an additional benifit that there is no need to solve the inverse kinematic problems. An output synthesizing method was developed also in the task-oriented frame, which utilizes only joint encoders and wrist force sensor. To demonstrate the validities of the architecture, various example tasks were numerically experimented using the manipulator which has the kinematic and dynamic characteristics analogous to 'PUMA 560'. Although they were the somewhat idealized tasks, stimulative results could be obtained in the various task specifications.
"위치 및 반력의 제어"는 매니퓰레이터의 동작 자유도중 일부는 위치제어를 하고 나머지는 외부 구속물과의 반력을 제어하는 매니퓰레이터제어의 한 형태이다. 이러한 '위치 및 반력의 제어'는 주어진 작업조건이 매니퓰레이터의 위치를 기계적으로 구속하는 형태의 작업 (부품조립, 기계가공등)에 효과적으로 사용되어질수 있다. 본 논문에서는 매니퓰레이터의 동적간섭특성과 외부 구속조건의 변화에 대한 강인성등을 고려하여, 작업좌표계에서 구성되어진 '위치 및 반력의 제어'의 한 구조적 형태를 제시하였다. 제시된 구조에서는 직교좌표축별로 분리된 자기동조제어기를 채택하였는데 이것은 직교좌표상에서의 매니퓰레이터의 동특성이 관절좌표계에서의 매니퓰레이터의 동특성에 비해 적은 동적간섭특성을 갖고 있다는 결과를 바탕으로 한것이다. 이처럼 직교좌표상에서 제어기를 설계하는 것은 역운동학의 해를 구할 필요가 없다는 장점도 가지고 있다. 본 논문에서는 작업좌표계에서의 위치 및 힘의 출력을 조합하여 사용하는 방법도 제시되었는데 이것은 매니퓰레이터의 관절에 부착된 위치 감지기 들과 손목에 부착된 하중감지기만을 사용하는 경우에 적용되어 질수 있는 방법이다. 이러한 구조적 형태의 타당성을 보여주기 위하여 여러가지의 예제작업을 콤퓨터를 사용하여 가상수행하였다. 그결과 주어진 여러가지 예제작업에 대해 이러한 제어기의 구조는 좋은 성능을 발휘한다는 사실을 확인할 수 있었다.
