입자 필터 기반 Stewart 플랫폼 정운동학 해석

LIU Xiaoping ,  

ZENG Hai ,  

ZHANG Lijie ,  

JIANG Xue ,  

CHEN Zening ,  

CHEN Xiafei ,  

摘要

Stewart 플랫폼의 운동 자세 추정은 고정밀 제어에 매우 중요하지만, 자세 변수와 구동봉 길이 간의 강한 결합 관계, 해석 방정식의 높은 비선형성, 특이 자세의 존재로 인해 정운동학 문제는 해결하기 어렵고 기존 알고리즘은 수렴성 저하 및 정확도 불안정과 같은 문제에 직면하는 경우가 많다. Stewart 플랫폼의 정운동학 해석 안정성과 정확도를 높이기 위해 입자 필터(Particle Filter, PF)를 기반으로 한 Stewart 플랫폼 정운동학 해석 방법이 제안되었다. 이 방법은 자세와 봉 길이 파라미터를 결합한 상태 공간 모델을 구축하고 입자 필터를 사용하여 시스템 상태에 대한 확률적 추론을 수행하여 특이 영역 근처의 추정 문제를 효과적으로 처리한다. MATLAB 시뮬레이션 결과, 제안된 알고리즘은 기존 방법과 비교하여 평균 절대 오차(Mean Absolute Error, MAE)를 85.35%~99.43%, 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error, RMSE)를 86.98%~99.79% 감소시켰다. 이 알고리즘은 복잡한 작업 조건에서도 정확한 정운동학 해석을 유지하며 적응성과 안정성이 우수하고 수렴 성능이 뛰어나며 높은 공학적 적용 가치를 지닌다.

关键词

병렬 기구;Stewart 플랫폼;정운동학;입자 필터;강결합 시스템;비선형 시스템

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