셀프-밸런싱 역진자 로봇에 대한 모델기반 실시간 궤적생성 방법

김용국; 심규영; 권상주

doi:10.5302/J.ICROS.2020.20.0095

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김용국 (한국항공대학교) 심규영 (한국항공대학교) 권상주 (한국항공대학교)

저널정보: 제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 논문지 제어로봇시스템학회 논문지 제26권 제10호

발행연도: 2020.10

수록면: 848 - 855 (8page)

DOI: 10.5302/J.ICROS.2020.20.0095

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When a two-wheeled self-balancing mobile robot performs a rapid speed change, the nonlinear characteristic of the inverted pendulum dominates the pitch motion, and maintaining the postural stability becomes difficult when using a conventional linear controller only. Hence, in order to ensure agility and mobility in addition to postural stability during an acceleration or deceleration phase, an appropriate reference trajectory for the velocity and pitch control loop is needed in place of the typical step reference input. In this paper, we propose a real-time trajectory generation method for the underactuated self-balancing robot based on solving the nonlinear equation of motion, considering the dynamic characteristics, and applying numerical approximations. The effectiveness of the proposed planning scheme was confirmed through comparative simulations and experiments.

#robot trajectory planning #mobile inverted pendulum #two-wheeled mobile robot #self-balancing electric scooter

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I. Fantoni, R. Lozano, and M. W. Spong, “Energy based control of the Pendubot,” IEEE Transactions on Automatic Control, pp. 725-729, Apr. 2000.

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