가속도 제한 Shaper의 실험적 검증

Fig. 2-18 Experimental Trolley velocity and Hoisting Length

Fig. 2-19 Payload Position time response

Fig. 2-18는 UMZVAL, NN-UMZV, NN-UMZVAL Shaper의 동일 Parameter에서의 실 제 속도 명령 그래프의 차이 및 시간에 따른 Hoisting Length의 변화가 나타난다.

Hoisting Length는 3초간 0.15m만큼 움직였으며, 속도 상승시 시스템이 관성 등의 외부 적인 영향을 받아 속도에서 약간의 오차가 발생하였으나, 그 수치가 미미하여 실제 시 스템의 잔류변위 출력에 미치는 영향은 적다.

Fig.2-19는 NN-UMZV와 NN-UMZVAL Shaper의 최초 입력 명령 시간부터 Trolley Position을 기준으로 Payload Position의 변화를 나타낸다. 시작명령이 종료되었음에도 불구하고 Hoisting Length가 변화하는 3초까지의 시간에 대해 NN-UMZV Shaper의 변위 가 큰 것으로 확인되나, 정지 명령에서 중첩이 발생하여 NN-UMZV Shaper의 잔류변위 가 결과적으로 줄어든 것과, UMZVAL Shaper의 정지시 과도변위가 적은 것이 실제 실 험에서 나타난다.

Fig.2-20은 실험 전 Hoisting Length에 따른 시스템의 잔류변위 그래프를 나타낸다.

UMZVAL, NN-UMZV Shaper와 비교하여 NN-UMZVAL Shaper가 모든 범위에서 잔류변 위 제어 성능이 뛰어나다. 시뮬레이션 결과와 같이 NN-UMZVAL Shaper는 모든 L의 범위에서 일정한 잔류변위 제어 성능을 보였으나, NN-UMZV Shaper의 경우 비선형 시

Fig. 2-20 Residual Deflection of Shapers with L

Fig. 2-21 Residual Deflection of Shapers with _

Fig.2-21은 유연시스템의 가속도 한계에 따른 UMZVAL, NN-UMZV Shaper와 NN-UMZVAL Shaper의 잔류변위 그래프이다. NN-UMZVAL Shaper는 다른 두 Shaper들 보다 잔류변위 제어 성능이 뛰어나도록 나타난다. 또한 UMZVAL Shaper의 특성인 가 속도 제한값과 감속도 제한값이 동일할 경우, UMZV Shaper와 잔류변위 제어 성능이 동일한 특성이 ka=1인 지점에서도 거의 유사하게 나타난다. UMZVAL Shaper의 경우

비선형성의 크기에 따라 Parameter의 오차에 취약한 것을 실험적으로도 나타나며 이는 NN-UMZVAL Shaper 또한 작은 값이지만 성능이 변하는 구간이 나타난다.

2.5.2. 1st-order Shaper 의 실험적 검증

Fig. 2-22 Experimental Slew velocity and Hoisting Length

Fig. 2-23 Hook Position time response

Length는 3초의 시간동안 점진적으로 0.15m 상승하였으며, 속도 상승시 시스템이 관성 등의 외부적인 영향을 받아 실제 시스템의 속도는 입력 명령과 약간의 오차가 발생하 였으나, 그 수치가 미미하여 실제 시스템의 잔류변위 출력에 미치는 영향은 적다.

Fig.2-23는 UMZVF, NN-UMZV와 NN-UMZVF Shaper의 최초 입력 명령 시간부터 Trolley Position을 기준으로 Payload Position의 변화를 나타낸다.

Fig.2-24은 Hoisting방향으로 움직이기 전 최초 Hoisting Length에 따른 세 Shaper들 의 잔류변위 그래프를 나타낸다. 모든 범위에서 NN-UMZVF Shaper가 다른 두 Shaper 보다 잔류변위 제어 성능이 뛰어나다. 비선형성이 고려된 UMZVF와 NN-UMZVF Shaper의 경우 시뮬레이션 결과와 같이 Hoisting Length가 변하더라도 거의 동일한 잔 류변위 제어 성능을 보이며, NN-UMZV Shaper의 경우 초기 Hoisting Length가 증가함에 따라 잔류변위가 크게 편차가 나타나는 특징을 보인다.

Fig. 2-24 Residual Deflection of Shapers with L

Fig. 2-25 Residual Deflection of Shapers with _

Fig.2-25은 시스템의 동적 특성 중 하나인 상승 명령에서의 가속상수에 따른 UMZVF, NN-UMZV Shaper와 NN-UMZVF Shaper의 잔류변위 그래프이다. 시뮬레이션 결과와 Hoisting Length의 실험결과와 같이 UMZVF, NN-UMZVF Shaper는 비선형성이 변화되어도 잔류변위 제어 성능이 일정수준 유지되며, NN-UMZV Shaper의 경우도 시 뮬레이션 결과와 같이 비선형성에 따라 잔류변위가 변화하도록 나타난다.