짐벌을 이용한 무인 자전거 시스템의 안정 주행 자세제어 = Stable driving motioncontrol of the unmanned bicycle system using a gimbals

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In recent, the interest of unmanned driving vehicles becomes high. So many research institutes have studied UGV (unmanned ground vehicles) and developed various algorithms to control the vehicles. Unmanned vehicles with various mechanism and function are used for transportation, reconnaissance special environment. The most of the unmanned driving vehicles consist of 4 wheels. However a structure of the robot is restricted in special environment. The vehicle with 4 wheels for stable driving can not use efficient energy and move and turn around in narrow road. Unmanned two-wheel driving system based on bicycle can overcome the problem. So the research for the unmanned bicycle has been developed. But the unmanned bicycle motion control for stable driving is difficult under low speed.
In this study, PD control using steering and gimbals is designed to keep equilibrium of the bicycle. A tilt sensor attached on the unmanned bicycle system is used to measure the slope angle of a bicycle system. This study compared the difference between motion control using steering algorithm and gimbals algorithm by experiment. As a result, it is verified that the performance of driving motion control using simultaneously steering and gimbals is better than only using steering or gimbals.

목차 (Table of Contents)

• 제 1장 서론 1
• 1.1 연구배경 1
• 1.2 연구 목적 및 내용 3
• 제 2 장 무인 자전거 시스템 개요 및 구성 4
• 2.1 무인 자전거 시스템 개요 4
• 2.2 무인 자전거 기구 부 구현 6
• 2.2.1 조향부 설계 7
• 2.2.2 짐벌부 설계 9
• 2.2.3 구동부 설계 10
• 제 3 장 무인 자전거의 자세 제어 12
• 3.1 무인 자전거 시스템 제어기 구성 12
• 3.1.1 제어부 12
• 3.1.2 센서부 14
• 3.1.3 DC 모터 드라이버부 16
• 3.2 자세 제어 알고리즘 18
• 3.2.1 조향부의 모델링 및 제어 19
• (1) 조향부의 모델링 19
• (2) 조향 장치의 PD제어기 설계 23
• 3.2.2 짐벌부의 모델링 및 제어 28
• (1) 짐벌부의 모델링 28
• (2) 짐벌 장치의 PD 제어기 설계 31
• 제 4 장 실험 및 고찰 35
• 4.1 조향 제어 알고리즘 적용한 실험 37
• 4.2 짐벌 제어 알고리즘 적용한 실험 40
• 4.3 조향과 짐벌 제어 알고리즘 적용한 실험 43
• 제 5 장 결론 48
• 참고문헌 50
• Abstract 53