압전작동기를 이용한 병렬 트라이포드 매니퓰레이터의 제어 방법에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 압전 작동기를 이용한 병렬형 매니퓰레이터의 제어 방법에 대한 연구를 기술하였다. 압전 작동기와 변위 증폭기를 결합한 작동부 3개를 병렬로 연결하여 무빙 플랫폼(Moving Platform)의 자세와 수직 방향 움직임을 조절하도록 병렬형 매니퓰레이터를 제작하였다. 압전 작동기의 변위는 변위 증폭기의 컴플라이언트 메커니즘으로 변환되고 증폭된다. 이 때 압전 작동기와 변위 증폭기의 영향으로 히스테리시스가 발생하며 이로 인해 제어오차가 발생하게 된다. 히스테리시스를 보상하기 위해 기존에 제시된 바 있는 다항식 모델(Polynomial Model)을 이용하여 히스테리시스를 모델링하였으며 이 모델을 바탕으로 히스테리시스 보상기를 설계하였다. 본 매니퓰레이터의 제어는 두 가지 방법으로 접근하였다. 첫 번째는 PID제어기와 히스테리리스 보상기를 결합한 하이브리드 제어기이고, 두 번째는 입력 전압의 속도가 빨라짐에 따라 변하는 히스테리시스를 보상할 수 있는 보상기를 이용한 피드포워드 제어기이다.