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영어

This paper addresses the problem of tracking parts on a moving conveyo rusing a 2-link SCARA robot. Starting from the conveyor centerline, the robot tracks a part moving at a nominal velocity, while the actual belt speed is distorted by Gaussian noise. Given the constraints on joint torque, an anti-windup functionis essential. A Clonal Selection Artificial Immune System (AIS)is employed to optimize the six PID gains. This study enhances performance by minimizing a composite cost function that accounts for Cartesian tracking error, control effort, and torque saturation. The proposed framework is designed based on full SCARA kinematics, nonlinear manipulator dynamics, stochastic conveyor motion, and saturated PID actuation. In simulations, the adaptive AIS-PIDsignificantly improved the RMS Cartesian error compared to fixed low-speed PID controllers, particularly at high speeds. These results suggest that immune-based gain adaptation is effective for conveyor tracking in stochastic industrial environments.

한국어

본 논문은 2링크 SCARA 로봇의 움직이는 컨베이어상의 부품 추적 문제를 다룬다. 컨베이어 중심선에서부터 로봇은 공칭 속도로 컨베이어상에서 이동하는 부품을 추적한다. 실제 벨트 속도는 가우시안 노이즈에 의해 왜곡된다. 관절 토크가 제한되어 있으므로 안티 와인드업 기능이 필수적이다. 클론 선택 인공 면역 시스템을 사용하여 6개의 PID 게인을 최적화한다. 본 연구에서는 카르테시안 추적 오차, 제어 노력, 토크 포화를 모두 고려한 복합 비용을 최소화함으로써 성능을 향상시켰다. 제안된 프레임워크는 완전한 SCARA 운동학, 비선형 매니퓰레이터 동역학, 확률적 컨베이어 운동, 그리고 포화된 PID 구동을 기반으로 설계된다. 본 시뮬레이션에서 적응형 AIS-PID는 고정 저속 PID 대비 RMS 카르테시안 오차를 고속에서 더욱 향상시겼다. 이러한 결과는 면역 기반 게인 적응이 확률적 산업환경에서 컨베이어 추적에 효과적임을 시사한다.

저자

• 김환준 [ Whanjoon Kim ]
• 이영대 [ Youngdae Lee ]
• 문찬우 [ Chanwoo Moon ]
• 박아름 [ Arum Park ]

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  The Journal of the Convergence on Culture Technology (JCCT) [문화기술의 융합]

• 간기

  격월간

• pISSN

  2384-0358

• eISSN

  2384-0366

• 수록기간

  2015~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 600 DDC 700