플랫니스 기반 두 자유도 플랫폼 제어

본 논문은 공압 인공근육(PAM)을 이용한 2자유도(2‑DOF) 플랫폼의 제어 문제를 다루며, 플랫니스 기반 제어법을 제안한다. 연구 배경으로 PAM은 높은 힘‑대‑무게·부피 비율을 갖지만, 비선형·히스테리시스 특성으로 인해 정밀 제어가 어려운 점을 지적한다. 저자들은 세 개의 PAM이 2개의 회전 자유도(θx, θy)를 구동하는 과잉 구동 구조를 설계하고, 이를 스튜어트 플랫폼의 간소화 모델로 정의한다. **모델링** 플랫폼의 기구학은 각 근육의 부착 각도 φi와 고정 파라미터(R, l0 등)를 이용해 수축 εi를 식(3)으로 정의하고, 시간 미분을 통해 속도 ε̇i를 식(4)로 얻는다. 동역학은 뉴턴‑오일러 방정식을 적용해 각도 가속도와 근육 힘 사이의 관계를 식(5)·(6)으로 나타낸다. 근육 힘 Fi는 압력 Pi와 수축 εi의 함수인 준정적 모델(7)·(8)·(9)으로 표현되며, 압력 동역학은 기체의 폴리트로픽 거동과 부피 변화 V(εi)를 고려한 식(10)·(11)로 기술된다. 서보밸브는 압력과 전압 사이의 정적 다항식 관계 q_i(P_i, v_i)로 모델링되며, 실험 데이터 기반 보정이 이루어진다. **플랫니스 이론 적용** 플랫니스 정의에 따라 시스템을 ẋ = f(x)+g(x)u 형태로 정리하고, 출력 y를