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ROBOKER 팔의 제어를 위한 FPGA 기반 비선형 제어기의 임베디드 하드웨어 구현 본문
ROBOKER 팔의 제어를 위한 FPGA 기반 비선형 제어기의 임베디드 하드웨어 구현
Embedded Hardware Implementation of an FPGA Based Nonlinear PID Controller for the ROBOKER Arm
Abstract : This paper presents the hardware implementation of nonlinear PID controllers for the ROBOKER humanoid robot arms. To design the nonlinear PID controller on an FPGA chip, nonlinear functions as well as the conventional PID control algorithm have to be implemented by the hardware description language. Therefore, nonlinear functions such as trigonometric or exponential functions are designed on an FPGA chip. Simulation studies of the position control of humanoid arms are conducted and results are compared. Superior performances by the nonlinear PID controllers are confirmed when disturbances are present. Experiments of humanoid robot arm control tasks are conducted to confirm the performance of our hardware design and the simulation results.
초록: 이 논문은 'ROBOKER' 휴머노이드 로봇 팔을 위한 비선형 PID 제어기의 하드웨어 구현에 관한 것이다. FPGA 칩에 비선형 제어기를 구현하기 위해, 기존의 PID 제어 알고리즘 뿐만 아니라 비선형 함수들도 HDL로 구현해야 한다. 따라서, 삼각함수나 지수함수와 같은 비선형 함수를 FPGA 칩에 설계하였다. 휴머노이드 로봇 팔의 위치 제어 시뮬레이션을 수행하였으며, 외부에 외란을 적용했을 때 비선형 PID의 성능을 테스트 하였다. 휴머노이드 로봇 팔의 제어 실험을 통해 우리의 시뮬레이션 및 설계를 확인하였다.
Journal of Control, Automation, and Systems Engineering Vol. 13, No. 12, December 2007
roboker_팔의_제어를_위한_fpga_기반_비선형_제.pdf