Reaction Wheel과 H∞ 제어를 이용한 하부외골격 고주파 진동 억제 연구
- 자료 유형
- 실제 탐구보고서
- 합격 정보
- DGIST 기초학부
- 활동 유형
- 진로활동
- 교과 과목
- 물리학Ⅰ, 물리학Ⅱ, 프로그래밍
- 탐구 키워드
- 항공·우주
2026-05-21
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내용 요약
다관절의 하부외골격-사용자 복합 시스템을 반응질량진자(Reaction Mass Pendulum; RMP) 모델로 단순화하여 시스템의 회전운동을 정식화함.
질량중심, 등가관성, 각운동량 등의 물리적 원리에 기반하여 초기 운동방정식을 세우고, 평행축 정리를 활용해 리액션휠의 제어 입력이 직접 반영될 수 있는 회전운동방정식을 유도함.
IMU 센서 기반의 자세 추정을 위해 EKF를 적용하되, 고주파 성분을 전부 필터링하지 않도록 Q,R 파라미터를 주파수 응답 관점에서 설계하여 고주파 성분을 의도적으로 보존함.
EKF 출력에서 HPF를 거쳐 고주파 성분을 분리시키고, 이를 입력으로 하는 H-infinity 제어기를 설계하여 강건한 진동 억제(robust control)를 구현함.
MATLAB Simulink 시뮬레이션을 통해 폐루프 응답과 주파수 응답을 분석하고, 설계한 제어구조의 안정성 및 강건성을 검증함.
탐구 보고서 전문
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