Mobile QR Code QR CODE : The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

ISO Journal TitleTrans. Korean. Inst. Elect. Eng.

Main Menu

Journal Search

[

Research article

]

The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

KIEE Vol. 72, No. 7, p.849-854

ISSN (print) :

1975-8359

ISSN (online) :

2287-4364

Received : 21 February 2023Revised : 13 May 2023Accepted : 23 June 2023

DOI :

http://doi.org/10.5370/KIEE.2023.72.7.849

Design and Implementation of a Mini Scissored-pair Control Moment Gyroscope Actuator to Induce 0.5 Nm Torque

0.5 Nm 토크를 생성하는 소형 가위쌍 CMG 구동기 설계 및 구현

정도진 (Do-Jin Jeong) ¹iD 정슬 (Seul Jung) ^†iD

(Dept. of Mechatronics Engineering, Chungnam National University, Korea)

^†Corresponding Author : Dept. of Mechatronics Engineering, Chungnam National University, Korea

E-mail : junu5121@naver.com, jungs@cnu.ac.kr

License :

This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.(www.kiee.or.kr).

Abstract

This paper presents design and implementation of a small control moment gyroscope(CMG) actuator to generate the 0.5Nm torque in the designated direction. The mini CMG can actuate the system in an axis of motion as an individual actuator. Combining CMGs in the configured structure can be designed to control the movement of a system to the desired direction. As a module of indirect actuator, a CMG with scissored-pair(CMGSP) structure has been designed to have the double induced torque in the designated direction. Inducing torque tests of CMGSP with different rotation rates of a gimbal are performed. CMGSP is used to give the desired torque as disturbance to the two wheel mobile robot. Experimental studies of balancing control under disturbance by CMGSP of a two wheel mobile robot are performed to check the functionality of CMGSP.

Key words

Control moment gyroscope, indirect actuator, scissored pair configuration, balancing control, two wheel mobile robot, disturbance

1. 서 론

하지만 많은 시스템에서 원하는 축에 구동기, 즉 모터를 부착하지 못하는 경우가 발생한다. 전체 시스템을 움직여야 하는 경우, 예를 들면, 관성시스템인 인공위성의 경우에 자세제어를 위해 구동기를 부착하기 어렵다. 이 경우에 간접 구동기인 Control Moment Gyroscopic(CMG) actuator system을 인공위성에 탑재하여 인공위성의 자세를 보정한다. 이와 같이 CMG는 원하는 축에 구동기로 제어가 안되는 시스템, 즉 드론의 자세제어나 선박이나 잠수정의 롤 축의 복원력을 위한 자세제어에 사용되고 있다 ⁽¹⁾. 역진자 시스템의 균형 제어에 사용하기도 하고 ^(2,³⁾ 최근에는 모터사이클이나 자전거에 탑재하여 스스로 균형을 유지하는 균형제어에 사용되고 있다⁽⁴ ^-7).

이전에 개발된 CMG로는 무게 2.042 kg으로 0.4 Nm의 토크 출력을 발생시키는 Scissored-pair형태의 CMG(CMGSP)로 구형 로봇의 방향을 제어하였다 ⁽⁸⁾. 더 나아가 손과 같은 신체의 떨림을 방지하기 위한 구동기로 사용되기도 한다. 노약자의 손떨림 현상에 CMG 개념을 적용하여 떨림을 줄이는 효과를 내기도 하였다 ⁽⁹⁾. CMG의 역할과 같은 구동기로 관성 휠(inertia wheel)이 있다. 관성 휠은 제어가 매우 간단하다는 장점이 있지만 움직임이 느리고 같은 토크를 생성하기 위해서 상대적으로 휠의 크기가 커지는 단점이 있다 ⁽¹⁰⁾.

빠른 응답의 간접구동기인 CMG는 그 사용도가 점점 늘어가고 있으며 심지어 최근에는 인간의 몸에 적용되기도 하는 등 그 중요성이 날로 커지고 있다. 따라서 CMG의 소형화에 따른 성능의 향상이 중요하게 대두되고 있다 ⁽¹¹ ^-14). CMG의 토크의 출력은 플라이휠의 운동량과 김벌의 각속도에 의해 결정된다. 토크를 크게 하고 크기를 작게 하기 위해 소형 CMG를 제작하였지만 무게가 2kg정도로 다소 무겁다 ⁽¹⁵⁾.

그러므로 본 논문에서는 CMG를 소형화 및 경량화하기 위해 Scissored-pair 형태의 CMG(CMGSP)를 설계 및 제작하였다. 제작된 CMGSP의 출력을 확인하고자 실험을 통하여 0.5 Nm 토크를 생성함을 측정하였다. 그리고 제작된 CMGSP의 성능 확인을 위해 이륜 로봇의 균형제어의 외란으로 사용하였다. 이륜로봇은 두 바퀴에 의해 균형을 유지하고 이륜로봇의 꼭대기에 부착된 CMGSP는 이륜로봇의 진행방향, 즉 피치 방향으로 토크를 생성하여 외란으로 작용한다. CMG에 의한 균형각의 발생을 보상하여 균형을 이루기 위해 이륜로봇은 이동한다. 이륜로봇의 움직임 제어를 실험을 통해 CMG의 성능을 확인하고자 한다.

2. 본 론

2.1 가위쌍 구조의 CMG의 원리

가위쌍 구조의 CMGSP는 그림 1과 같이 두 개의 CMG를 마치 거울 이미지처럼 마주 보는 가위쌍 구조이다. 가위쌍 구조의 CMG를 사용하는 이유는 생성되는 자이로 토크를 두 배로 하기 위함이다. 그림 1에서 각 CMG의 운동량은 다음과 같다.

(1)

$H_{L}= |H_{L}|\cos(\theta_{L})a_{x}+ |H_{L}|\sin(\theta_{L})a_{y}$ (1)

$H_{R}= |H_{R}|\cos(\theta_{R})a_{x}- |H_{R}|\sin(\theta_{R})a_{y}$

여기서 $a_{x},\: a_{y}$는 단위 벡터이고 $\theta_{L},\:\theta_{R}$는 X축을 기준으로 벌어진 왼쪽, 오른쪽 김벌의 각도 그리고 $|H_{R}| ,\: |H_{L}|$은 각각 $H_{R},\: H_{L}$의 크기이다. 생성된 자이로 토크는 다음과 같다.

(2)

$\tau_{gyro_L}=H_{L}\times W_{L}a_{z}$

$\tau_{gyro_R}=H_{R}\times(-W_{R}a_{z})$

따라서 전체적인 자이로 토크는 합으로 나타난다.

(3)

\begin{align*} \tau_{gyro} &=&\tau_{gyro_L}+\tau_{gyro_R}\\ &= &(|H_{L}|\sin(\theta_{L})W_{L}+|H_{R}|\sin(\theta_{R})W_{R})a_{x}\\ &+&(|H_{R}| W_{R}\cos(\theta_{R})-|H_{L}| W_{L}\cos(\theta_{L}))a_{y} \end{align*}

여기서 두 CMG는 같다고 가정하면, 즉 $|H|=|H_{L}| = |H_{R}|,\: W=W_{L}= W_{R},\:\theta =\theta_{L}=\theta_{R}$이면 식 (3)은 다음과 같다.

(4)

$\tau_{gyro}= 2 |H |\sin(\theta)W a_{x}$

식 (4)에서 보면 2 배의 토크가 생성되는 것을 볼 수 있다. 김벌의 각도가 90도 일 때 최대 토크를 생성하고 0도일 경우에는 토크가 생성되지 않는다. 이처럼 김벌의 각도가 0이 되어 토크가 생성되지 않는 singularity가 되지 않도록 제어해야한다. 하지만 김벌의 특성 상 시간이 지나면 점점 각도가 0도로 움직이게 되는 드리프트 현상이 발생한다. 이 문제점이 기존의 관성 휠에 비해 복잡한 제어 성능이 필요한 CMG의 단점이다.

따라서 CMG가 최대의 성능을 내기 위해서는 기능적으로 김벌의 각도가 0도가 되지 않도록 하는 회기 과정이 필요하고 이를 해결하는 방법은 다양하다. 본 논문에서도 지속적으로 90도를 유지하는 회기 제어를 위해 주기적으로 김벌의 각속도를 변화시켰다.

그림. 1. 가위쌍 구조의 CMG의 좌표

Fig. 1. Coordinates of CMG with a scissored pair

2.2 가위쌍 구조의 CMG

기존에 제작한 CMGSP1은 그림 2(a)와 같고 실제 제작한 CMGSP2는 그림 2(b)와 같다 ⁽¹⁵⁾. 무게를 줄이기 위해 3D 프린터로 제작하였고 진동을 줄이기 위해 틀을 만들었다. 김발모터는 빠르고 정확한 동작과 소음과 진동이 적은 초음파 모터를 사용하였다. 가위쌍 구조의 CMG를 설계하기 위해서는 김벌의 구동이 중요하다. CMG의 구조상 플라이 휠에 김벌이 있지만 무게를 줄이고 두 개의 플라이휠을 가위쌍 구조로 하여 토크를 2배로 만들기 위해 하나의 김벌 모터로 동기화하였다. 동기화를 위해 직접 플라스틱으로 제작한 기어를 달고 타이밍 벨트를 연결하여 두 개의 플라이휠을 하나의 김벌로 구동하였다. 여기서 각 플라이휠이 미러구조, 즉 움직임이 반대방향이 되어야 하므로 타이밍 벨트를 한번 꼬아주어 양 방향으로 구동이 가능하도록 하였다.

CMGSP의 비교제원은 표 1과 같다. CMGSP2는 CMGSP1보다 가볍고 유사한 토크를 생성한다. 아래에는 생성되는 토크를 측정하기 위해 힘센서가 부착되어 있다.

그림. 2. 가위쌍 구조의 CMG

Fig. 2. CMG with a scissored pair

표 1. 가위쌍 구조 두 CMGSP의 제원 비교

Table 1. Specifications of two CMGSP with a scissored pair

	CMGSP 1	CMGSP 2	Unit
Weight	2.08	0.3	kg
Height	0.12	0.074	m
Length	0.15	0.104	m
Width	0.12	0.099	m
Torque	0.4	0.5	Nm

2.3 CMG의 토크 생성 실험

실제 제작한 CMG의 출력을 확인하기 위해 김벌의 각속도를 달리하였다. 플라이휠의 속도는 10V를 인가하여 23,000rpm으로 하였다. 김벌의 각속도는 38rpm, 48rpm, 65rpm으로 하여 실험하였다. 그림 3은 김벌의 속도에 따른 토크값을 측정하는 실험 환경을 나타내고 그림 4는 결과를 보여준다.

그림. 3. 실험환경

Fig. 3. Experimental setup

그림. 4. 가위쌍 구조의 CMG

Fig. 4. CMG with a scissored pair

표 2에는 최대 토크값이 나타나 있다. 김벌의 RPM이 65인 경우에 최대 토크값이 0.5Nm가 생성되었다.

표 2. 김벌 RPM 속도에 따른 CMG의 출력

Table 2. Output of CMG with different gimbal rpm

	Gimbal RPM (rotation/mimute)	Induced Torque (Nm)
Case 1	38	0.15
Case 2	48	0.2
Case 3	65	0.5

2.4 CMG달린 이륜 로봇 모델링 및 제어

그림 5는 이륜로봇을 나타낸다. 바퀴의 구속을 고려하지 않은 Holonomic을 가정한 로봇의 동역학식은 다음과 같다.

(5)

\begin{align*} D(q)&=&\begin{bmatrix}m_{b}+ 2 m_{w}&0&-m_{b}L_{g}\cos\psi \\0&I + m_{b}(d^{2}+ L_{g}^{2}\sin^{2}\psi - 2 d L_{g}\sin\psi)&0\\-m_{b}L_{g}\cos\psi &0&I_{g}+m_{b}L_{g}^{2}\end{bmatrix},\: \\ \end{align*} \begin{align*} C(q,\:\dot q)& =&\begin{bmatrix}m_{b}(L_{g}\sin\psi\dot\psi^{2}-d\dot\phi^{2}+ L_{g}\sin\psi\dot\phi^{2})\\ 2m_{b}(d\dot d + L_{g}^{2}\sin\psi\cos\psi\dot\psi - L_{g}\sin\psi\dot d - d L_{g}\cos\psi\dot\psi)\dot\phi \\-m_{b}(L_{g}^{2}\sin\psi\cos\psi - d L_{g}\cos\psi)\dot\phi^{2}\end{bmatrix},\: \\ \end{align*} \begin{align*} G(q)&=&\begin{bmatrix}0\\0\\-m_{b}L_{g}g\sin\psi\end{bmatrix} \end{align*}

여기서 $q =[d,\:\phi ,\:\psi]^{T},\: \tau =[f,\:\tau_{\phi},\:\tau_{\psi}]^{T}$이다. 균형각이 작으므로 $\sin\psi\approx\psi ,\:\cos\psi\approx 1$이고 높은 차수를 무시하여 선형화를 하면 다음과 같다.

(6)

\begin{align*} D(q)=\left[\begin{array}{ccc}m_b+2 m_w & 0 & -m_b L_g \\ 0 & I & 0 \\ -m_b L_g & 0 & I_g+m_b L_g^2\end{array}\right], \end{align*} \begin{align*} C(q, \dot{q})=\left[\begin{array}{l}0 \\ 0 \\ 0\end{array}\right], \quad G(q)=\left[\begin{array}{c}0 \\ 0 \\ -m_b L_g g \psi\end{array}\right] \end{align*}

그림. 5. 이륜로봇 모델링

Fig. 5. Two wheel mobile robot modeling

상태를 다음과 같이 $x =[d,\:\dot d ,\:\phi ,\:\dot\phi ,\:\psi ,\:\dot\psi]^{T}$로 정의하고 상태방정식을 구하면 다음과 같다.

(7)

$\begin{aligned} & \dot{x}=\left[\begin{array}{llr}0100 & 0 & 0 \\ 0000 & m_b^2 L_g^2 g / D & 0 \\ 0001 & 0 & 0 \\ 0000 & 0 & 0 \\ 0000 & 0 & 1 \\ 0000 & m_b L_q g / D & 0\end{array}\right] x+\left[\begin{array}{ccc}0 & 0 & 0 \\ \frac{I_g+m_b L_{\varphi}^2}{D} & 0 & \frac{m_b L_{\varphi}}{D} \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 1 / I & 0 \\ 0 & 0 & 0 \\ \frac{m_b L_{\varphi}}{D} & 0 & \frac{m_b+2 m_w}{D}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}f_d \\ \tau_\phi \\ \tau_\psi\end{array}\right] \\ & y=\left[\begin{array}{llllll}1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0\end{array}\right] x+\left[\begin{array}{lll}0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}f_d \\ 0 \\ \tau_\psi\end{array}\right] \\ & \end{aligned}$

그림. 6. 이륜로봇 제어

Fig. 6. Two wheel mobile robot control

2.5 CMG달린 이륜 로봇 제작

이륜로봇은 2개의 바퀴로 움직임과 균형을 유지하여 제어가 도전적이다. 최근에 Segway의 상용화이후 다양한 모델로 개발되어 널리 알려지게 되었고 고급제어의 대상체로도 많이 사용되고 있다. 입력은 2 바퀴의 토크이고 출력은 평면에서의 위치 x,y와 균형각 $\theta$ 그리고 헤딩각 $\phi$가 된다. 따라서 이륜로봇은 비선형이며 underactuated이고 nonholonomic시스템이지만 여기서는 holonomic시스템으로 가정하고 제어한다.

그림 7은 CMGSP가 달린 실제 이륜로봇을 나타낸다.

그림. 7. 전체 시스템

Fig. 7. Overall System configuration

그림 7에 보여진 것처럼 이륜 로봇에 충분한 토크를 전달하기 위해 로봇 상부에 CMGSP를 부착하였다. 이륜 로봇의 헤딩에 영향을 미치지 않도록 이륜 로봇 상부의 정 중앙에 CMGSP가 위치하도록 하였다.

그림 8은 이륜로봇의 하드웨어 구조를 나타낸다.

그림. 8. 이륜로봇 시스템 하드웨어 구성

Fig. 8. Hardware structure of two wheel robot with CMG

2.6 CMG달린 이륜 로봇 제어

우선 구조적으로 균형을 유지해야 하고 위치와 균형각을 동시에 제어해야 한다. 균형각, 위치, 헤딩각의 오차는 다음과 같다.

(8)

$e_{\theta}(t)=\theta_{d}(t)-\theta(t)$,

$e_{p}(t)= p_{d}(t)- p(t)$

$e_{\phi}(t)=\phi_{d}(t)-\phi(t)$

여기서 원하는 위치는 $p_{d}(t)=\sqrt{x_{d}^{2}(t)+ y_{d}^{2}(t)}$이고

이동위치는 $p(t)=\sqrt{x^{2}(t)+ y^{2}(t)}$이다.

각 각의 오차를 줄이기 위해 PID 제어기를 설계한다.

(9)

$u_{\theta}(t)= k_{p\theta}e_{\theta}(t)+\int k_{i\theta}e_{\theta}(t)dt + k_{d\theta}\dot e_{\theta}(t)$

$u_{p}(t)= k_{pp}e_{p}(t)+\int k_{i p}e_{p}(t)dt + k_{d p}\dot e_{p}(t)$

$u_{\phi}(t)= k_{p\phi}e_{\phi}(t)+\int k_{i\phi}e_{\phi}(t)dt + k_{d\phi}\dot e_{\phi}(t)$

이동로봇의 각 바퀴에 입력되는 토크는 제어 입력의 합으로 하되 헤딩각만 반대 사인으로 한다.

(10)

$\tau_{R}(t)= u_{p}(t)+ u_{\theta}(t)+u_{\phi}(t)$

$\tau_{L}(t)= u_{p}(t)+ u_{\theta}(t)-u_{\phi}(t)$

여기서 $\tau_{R}(t),\:\tau_{L}(t)$는 각각 오른쪽, 왼쪽 바퀴의 토크이다.

2.7 CMG가 달린 이륜 로봇 실험 방법

플라이휠의 속도는 20,000rpm으로 하였고 김발의 속도는 75rpm으로 하였다. 이 때에 생성되는 토크는 약 0.5Nm 정도이다. 이륜 로봇은 제자리에서 균형제어를 위해 PID 제어를 사용하였다. CMG 외란에 대한 영향을 살펴보기 위해 헤딩제어는 하지 않았다. 그림 9에 보여진 것처럼 로봇이 앞으로 움직이면서 균형을 유지하는 실험을 수행하였다. 첫 번째로 각도 제어만 하는 경우(Scheme 1), 두 번째 방법으로는 균형각과 위치제어를 하는 경우(Scheme2), 마지막으로 균형각과 위치제어를 하면서 Mini CMGSP를 통해 외란을 준 경우로 나누어 실험하였다.

Mini SP-CMGSP를 사용하여 외란 토크를 발생하는 경우에는 진행방향, 즉 피치각도 방향으로 토크를 발생시켰다. 외란을 줄 때는 한 쪽 방향으로 외란을 주기 위해 김발의 속도를 75rpm으로 빠르게 하고, 김발을 원 위치로 회귀시키기 위해서는 김발의 속도를 20rpm으로 천천히 하였다.

그림. 9. 실험환경

Fig. 9. Experimental setup

2.8 CMG가 달린 이륜 로봇 실험 결과

(1) Case 1: 그림 10(a) 상황에서는 위치제어를 수행하지 않아 약간의 변위가 생겼지만 각도 제어로 균형을 유지하며 안정된 상태를 유지하였다.

(2) Case 2: 그림 10(b) 상황에서는 위치제어와 각도제어가 제대로 잘 이루어져 있어 이륜로봇의 변위가 크게 발생하지 않았다.

(3) Case 3: 그림 10(c) 상황에서는 CMG의 외란에 의해 이륜 로봇의 각도가 변하게 되고 이륜 로봇은 변한 각도에 대응하여 균형을 이루기 위해 바닥과 접촉하고 있는 바퀴가 움직여 변위가 상당히 이동한 것을 볼 수 있다.

그림. 10. 실험결과

Fig. 10. Experimental results

3. 결 론

본 논문에서는 Control moment gyroscopic actuator의 성능을 살펴보기 위해 이륜 로봇의 균형 제어를 실험하였다. 이륜로봇 자체로 균형제어가 가능하지만 CMG의 성능을 살펴보았다. CMG가 외란으로 작용할 때 이륜로봇은 균형을 이루기 위해 앞으로 움직였다. 이를 통해 CMG 토크를 잘 조절하면 이륜 로봇의 위치 제어를 간접적으로 할 수 있게 됨을 확인하였다. 추후 연구로는 mini SP-CMG를 여러 대 제작하고 이를 배열하여 yaw, pitch 방향으로 Torque가 발생하는 CMG Module을 제작하여 One-wheel 로봇에 활용할 계획이다.

Acknowledgements

This research has been supported by NRF of Korea in 2021.

References

Seon-Ho Lee, 2012, Technology of Control Moment Gyroscope and its Industrial Trend, Journal of the Korean society for aeronautical & space Sciences, Vol. 40, No. 1, pp. 86-92

J. H. Park, B. K. Cho, 2018, Development of a self- balancing robot with a control moment gyroscope, International Journal of Advanced Robotic Systems, pp. 1-11

S. Aranovskiy, I. Ryadchikov, N. Mikhalkov, D. Kazakov, A. Simulin, D. Sokolov, 2021, Scissored pair control moment gyroscope inverted pendulum, Procedia Computer Science, Vol. 186, pp. 761-768

S. H. Park, S. Y. Yi, October 2018, Balancing Control for Unmanned Bike Using Control Moment Gyroscope, Journal of Korean Institute of Intelligent Systems, Vol. 28, No. 5, pp. 450-456

S. H. Park, S. Y. Yi, 2020, Active Balancing Control for Unmanned Bicycle Using Scissored-pair Control Moment Gyroscope, Journal of Control, Automation and Systems, Vol. 18, No. 5, pp. 217-224

X. Zheng, X. Zhu, Z. Chen, Y. Sun, B. Liang, 2022, Dynamic modeling of an unmanned motorcycle and combined balance control with both steering and double CMGs, Mechanism and Machine Theory, Vol. 169

C. Badgujar, S. Mohite, 2023, Design, analysis and implementation of control moment gyroscope (CMG) mechanism to self-balance a moped bike, Materialstoday, Vol. 72, No. pt. 3, pp. 1517-1523

H. W. Kim, S. Jung, Jan 2019, Experimental Verification of 0.4 Nm Torque of a Mini-CMG Module with a Scissored-Pair Structure, Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, Vol. 25, No. 1, pp. 23-29

J. W. Yoon, S. Jung, 2018, An Experimental Study on the Effectiveness of a Wearable Gyroscopic Device for the Suppression of Essential Tremor in the Elderly, Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, Vol. 24, No. 3, pp. 241-246

D. Alonso, F. Robbio, E. Paolini, J. Moiola, 2005, Modelling an inertia wheel pendulum bechmark, Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems, Vol. 11, No. 3, pp. 255-272

A. Berry, D. Lemus, R. Babuska, H. Vallery, 2016, Directional singularity-robust torque control for gyroscopic actuators, IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, Vol. 21, No. 6, pp. 2755-2763

S. D. Lee, S. Jung, 2018, A compensation approach for non-linear gimbal axis drift of a control moment gyroscope, Mechatronics, Vol. 50, pp. 45-54

Do jin Jeong, Joon woo Lee, and Seul Jung, 2020, Experimental Verification of 0.3 Nm Output Torque of Mini CMG with Scissored-Pair Structure, ICROS

Jeongkil Ko, Mingu Kim, 2021 07, Study on Initial Attitude Control of a Cubesat using Magnetorquers and Electronic Thrusters, KSAS 2021 Spring Conference, pp. 778-779

Sang-Deok Lee, S. Jung, 2015, Analysis of Relationship between body and Gimbal Motion Through Experiment of a Single-wheel Robot based on an Inverse Gyroscopic Effect, Journal of Institute of Control Robotics and Systems, pp. 1064-1069

저자소개

정도진 (Do Jin Jeong)

2019년 한남대 컴퓨터통신무인기술과 졸업.

2019년~현재 충남대 메카트로닉스 공학과 대학원 석사과정.

관심분야는 모델링, Control Moment Gyro 제어, 힘 제어.

정 슬 (Seul Jung)

1988년 미국 웨인 주립대 전기 및 컴퓨터 공학과 졸업.

1991년 미국 캘리포니아대 데이비스 전기 및 컴퓨터 공학과 석사.

1996년 동 대학 박사 졸업. 1997년～현재 충남대학교 메카트로닉스공학과 교수.

관심분야는 지능제어 및 지능로봇 시스템, 밸런싱 시스템, 서비스 로봇, 자이로 구동기 응용, 드론, 로봇교육.

KIEEThe Transactions of
the Korean Institute of Electrical Engineers

The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

ISO Journal TitleTrans. Korean. Inst. Elect. Eng.

Journal Search

Journal XML

Journal Information

0.5 Nm 토크를 생성하는 소형 가위쌍 CMG 구동기 설계 및 구현

Abstract

Key words

1. 서 론

2. 본 론

2.1 가위쌍 구조의 CMG의 원리

(1)

(2)

(3)

(4)

2.2 가위쌍 구조의 CMG

2.3 CMG의 토크 생성 실험

2.4 CMG달린 이륜 로봇 모델링 및 제어

(5)

(6)

(7)

2.5 CMG달린 이륜 로봇 제작

2.6 CMG달린 이륜 로봇 제어

(8)

(9)

(10)

2.7 CMG가 달린 이륜 로봇 실험 방법

2.8 CMG가 달린 이륜 로봇 실험 결과

3. 결 론

Acknowledgements

References

저자소개

정도진 (Do Jin Jeong)

정 슬 (Seul Jung)

Article Information (continued)

Key words

KIEEThe Transactions ofthe Korean Institute of Electrical Engineers

The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers

ISO Journal TitleTrans. Korean. Inst. Elect. Eng.

Journal Search

Journal XML

Journal Information

0.5 Nm 토크를 생성하는 소형 가위쌍 CMG 구동기 설계 및 구현

Abstract

Key words

1. 서 론

2. 본 론

2.1 가위쌍 구조의 CMG의 원리

(1)

(2)

(3)

(4)

2.2 가위쌍 구조의 CMG

2.3 CMG의 토크 생성 실험

2.4 CMG달린 이륜 로봇 모델링 및 제어

(5)

(6)

(7)

2.5 CMG달린 이륜 로봇 제작

2.6 CMG달린 이륜 로봇 제어

(8)

(9)

(10)

2.7 CMG가 달린 이륜 로봇 실험 방법

2.8 CMG가 달린 이륜 로봇 실험 결과

3. 결 론

Acknowledgements

References

저자소개

정도진 (Do Jin Jeong)

정 슬 (Seul Jung)

Article Information (continued)

Key words

KIEEThe Transactions of
the Korean Institute of Electrical Engineers