기술논문 2021 No.3
비선형 마찰 특성 식별에 기초한 파동 기어 장치의 위치결정 성능 향상

본 기술 논문은 당사의 머신 컨트롤러와 서보 모터를 이용하여 파동 기어 장치의 위치 결정 제어 성능을 향상시킨 결과를 보고하는 것을 목적으로 하고 있다. 파동 기어 장치는 소형이고 대 토크를 출력할 수 있는 뛰어난 감속기이지만, 비선형 마찰도 있어 위치결정 성능의 열화의 일인이 된다. 그래서 레올로지 모델을 이용하여 비선형 마찰의 특성을 모델화하고 마찰 모델을 바탕으로 피드 포워드(FF) 제어기와 위치결정 정정 사이의 급격한 토크 지령의 변화를 억제하기 위한 토크 보상기의 2개를 설계함으로써 마찰의 영향을 억제하여 위치결정 성능의 향상을 실현했다. 레올로지 모델의 파라미터의 최적치의 결정은 지식과 경험을 필요로 하는 작업이지만, 베이즈 최적화를 이용하는 것으로 입출력의 시계열 데이터로부터 자동적으로 결정하고 있다. 2개의 제어기를 합쳐서 사용함으로써 위치결정 개시 직후와 정정 사이의 위치 오차를 대폭 저감할 수 있는 것을 파동 기어 장치를 이용하여 실험적으로 나타냈다.

또한, 본고는 2021년도 전기학회 산업 응용 부문 대회 발표 논문 「비선형 마찰 특성의 동정 결과에 근거하는 고정밀 FF 제어기·토크 보상기의 설계와 파동 기어 장치에의 응용」을 재편한 것이다.