18.97.14.88
18.97.14.88
close menu
접촉력을 활용한 배추수확기 예취부 절단 높이 제어
Cabbage Harvester Cutting Vertical Control Using Contact Force
김명신 ( Myeong-sin Kim ) , 이지석 ( Ji-suk Lee ) , 선성미 ( Seong-mi Sun ) , 선강호 ( Gang-ho Seon ) , 주영민 ( Young-min Ju ) , 박윤찬 ( Yun-chan Park ) , 백준우 ( Jun-woo Baek ) , 김혁주 ( Hyuck-joo Kim )
UCI I410-ECN-151-24-02-088680231
This article is 4 pages or less.

배추는 우리나라 대표적 발효 음식인 김치의 주원료로서 중요한 채소이며 최근 밭작물의 소득 증가로 밭 농업이 우리 농업의 주 소득원으로 부각되고 있다. 또한 배추 수확작업의 경우 기계화율이 0%로 배추 수확작업의 기계화 시 큰 효과를 기대할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 배추수확기의 예취부를 기반으로 한 시뮬레이터를 구성하고 지면과의 접촉력을 활용한 예취부의 절단 높이를 제어하였다. 배추수확기는 콤바인 부착형으로, 개발된 예취부는 유압모터로 구동되는 원판 디스크 칼날 2개, 다양한 두둑 규격에 대응하기 위해 상하좌우 이동 가능한 프레임, 인장력 센서(로드셀), 예취부 절단 높이 제어를 위한 리니어모터 등으로 구성되어있으며, 이에 따른 시뮬레이터를 구성하였다. 본 연구에서 제안된 PID 제어기는 Ziegler-Nichols 방법을 적용하여 최적의 이득 계수 Kp, Ki, Kd를 선정하였고 목표값에 도달하는 최초의 시간을 확인하였다. 두 번째 실험으로는 다양한 두둑 형상에 대응하기 위해 임의의 외란을 주었을 때의 목표값에 복귀하는 시간을 확인하였다. 실험 결과, 목표값을 10kgf, 데드존을 ±1kgf로 적용하였을 때, T, L 값은 각각 8.67, 4.08로 나타났으며 이에 따라 Ziegler-Nichols 방법을 적용하여 구해진 이득계수 Kp, Ki, Kd는 각각 2.55, 8.16, 2.04로 계산되었다. 목표값에 도달하는 최초의 시간은 5.9초로 나타났다. 목표값을 8~14kgf로 변경하였음에도 4.1~9.1초 이내로 목표값에 안정적으로 수렴하였다. 두 번째 실험 결과, 물체를 3, 5, 7, 9초간 들어 올림으로서 외란을 주었을 때 목표값에 복귀하는 시간은 12.3, 15.8, 20, 23.2초로 나타났으며 물체 받침대를 제거하였을 때 목표값에 복귀하는 시간은 18.7초로 나타났다. 따라서 본 연구를 통해 구성한 시뮬레이터를 실제 배추수확기에 적용할 수 있음을 확인하였으나 시뮬레이터의 성능적 한계가 있으므로 추후 실험를 통해 목표값에 도달하는 시간을 줄이는 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한 실제 배추수확기 예취부에 적용한 배추 수확 현장 실험을 수행하여 최종적인 예취부 절단 자세 제어가 필요할 것으로 판단된다.

[자료제공 : 네이버학술정보]
×