질량이 증가하는 회전형 역진자에 대한 저렴한 비용의 견고한 제어기 개발
Development of a low-cost robust controller for a rotary inverted pendulum with increasing mass
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초록
회전형 역진자의 제어는 고차, 불안정, 다변수, 비선형의 시스템이며, 외란이 발생하면 자체적으로 안정화되지 못하는 특성이 있지만, 로봇의 다리 제어 및 로켓트 직립 등에서 많이 사용되기 때문에 현대제어시스템 연구에서 매우 많이 다루어졌다. 그러한 기존 연구들은 회전형 역진자를 얼마나 빠른 시간 내에 스윙 업을 시킬 것인지 또는 진자의 움직임을 최소로 하여 에너지를 절감하여 스윙업을 할 것인지가 주로 연구되었었다. 하지만, 본 논문은 회전형 역진자의말단부나 진자의 축부분에 매스(Mass) 부착하여 스윙업을 하도록 제어기를 설계하고 실증 실험하였다. 또한 회전형 역진자에 관한 연구들은 고급사양의 PC를 사용하여 많이 수행되었으나 본 연구에서는 저비용의 8비트 AVR-ATmega128를 이용하여 좀 더 우수한 스윙 업 성능을 가질 수 있었다.
Abstract
The control of a rotary inverted pendulum is a high-order, unstable, multi-variable, and nonlinear system. When a disturbance occurs, it does not stabilize by itself. However, since it is widely used in space equipment, robot leg control and upright rocket have been extensively studied in modern control research. Previous research has mainly focused on how fast the swing-type inverted pendulum will swing up using the energy that minimizes the movement of the pendulum. However, in this paper, a controller was designed to swing up the mass of the rotating-type pendulum. Studies on the rotary-type pendulum have been performed using a high-end PC, but in this study, the swing-up performance was improved using a low-cost 8-bit AVR-ATmega128.
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