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상호작용력 피드백을 이용한 외골격 로봇 제어 시스템 연구 = A Study on the control system of exoskeleton robot using interaction force feedback
서명 / 저자 상호작용력 피드백을 이용한 외골격 로봇 제어 시스템 연구 = A Study on the control system of exoskeleton robot using interaction force feedback / 이호주.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2020].
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8036300

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학술문화관(도서관)2층 패컬티라운지(학위논문)

DME 20034

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초록정보

This study newly proposes an exoskeleton control system using interaction force feedback. This control method is motivated by the fact that the exoskeleton robot and its wearer physically interact by the force and that this interaction force depends on the controller used. It means that any desired interaction forces on the wearer existing in the literature can be delivered by 1) robustly controlling the interaction force as an output and 2) defining the purpose-depending references. From this point of view, this study shows that various existing exoskeleton controls can be expressed with one classic feedback control system. To this end, the proposed method consists of the force feedback control loop and the reference generation loop. The proposed method is applied to the exoskeletons, and the control systems are designed according to the conventional control design process. For the sake of simplicity, the PID control is used to control each system, and the performance of the control system is verified by experiments. In addition, several references are designed as examples, and the actual effects on the wearer are compared and analyzed.

본 연구에서는 상호작용력 피드백을 이용한 외골격 로봇 제어 시스템에 대하여 연구를 진행한다. 외골격 로봇과 착용자는 서로 결박되며 각 접촉점에서 서로 힘을 주고 받는다. 이 힘을 상호작용력이라 하며 외골격 로봇에 사용된 제어기에 따라 그 크기와 방향이 결정된다. 이는 특정 제어기 사용에 따라 예상되는 상호작용력을 착용자에게 전달되도록 직접 제어함으로써, 해당 제어기를 사용하지 않고도 외골격 로봇과 착용자가 동일한 상호작용을 하도록 할 수 있음을 의미한다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 기존의 다양한 외골격 로봇 제어 방법론을 하나의 클래식한 피드백 제어 시스템으로 표현 가능함을 보인다. 이를 위해 제안하는 제어 방법론은 상호작용력을 출력으로 제어하는 피드백 제어 루프와 착용자가 요구하는 레퍼런스 힘을 생성하는 레퍼런스 생성 루프로 구성된다. 통상적인 제어기 설계 과정에 따라 제어 시스템을 구축하며, 실험을 통하여 제안한 제어 방법론의 성능과 확장성을 검증한다. 레퍼런스 설계에 따라 임의의 상호작용력을 착용자에게 전달할 수 있음을 보이기 위해, 이에 대한 예제로 선행 연구의 제어기의 사용에 따라 착용자에게 전달되는 상호작용력을 레퍼런스로 정의하고 사용에 따른 그 효과를 비교, 분석한다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DME 20034
형태사항 vi, 111 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Ho Ju Lee
지도교수의 한글표기 : 김경수
지도교수의 영문표기 : Kyung-Soo Kim
부록 수록
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 기계공학과,
서지주기 참고문헌 : p. 101-110
주제 외골격 로봇 제어
외골격 로봇 시스템 분석
인간-로봇 상호작용
상호작용력
힘 피드백 제어
exoskeleton control
control system analysis
human-robot interaction
interaction force
force feedback control
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