[임피던스 제어] Port Behavior과 Transer function(전달함수)

포트 임피던스와 어드미턴스는 선형시스템 반응 표현들이다.

일반적인 입력, 출력값으로 표현되는 전달함수와 다른점(차이점)을 알아두는 것이 좋다.

그림의 시스템의 경우 2개의 power interface가 있기 때문에 2-port 예제로 볼 수 있다. 첫번째 power interface는 Fa와 x1속도로 표현할 수 있고 두번째 power interface의 경우 Fe와 x2의 속도로 표현 가능하다. 만약 위 사진과 같은 요소들이 로봇을 표현한다면, 한쪽은 주로 액추에이터와 연결되어 있고 다른 한쪽은 로봇의 아래쪽이나, 바로 환경과 연결되어 있다. 기계적 2-port는 모션에 따른 힘에 대한 4가지의 전달함수를 가지게 된다. 그 중 2개는 아래와 같다.

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이들은 입력과 출력의 전달함수로 다른 power 변수를 정의하는 특정 조건을 가정하며 반대쪽 port에서의 모션으로 생성된 force를 정의한다.

이런 종류의 전달함수는 블락선도에 주로 쓰이는데, 만약 왼쪽 port가 컨트롤이 가능한 force로 움직이고 오른쪽이 uncoupled 되어 있다면, X2'/Fa는 액추에이터 힘의 결과로서 오른쪽 포트의 모션을 설명한다. 다른 2개의 전달함수는 아래와 같다.

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이들은 다른 port에서의 제약조건을 고려한 현재 port에서의 임피던스를 표현한다.

이 두 타입의 전달함수가 가지는 중요한 차이점은 그들의 연결관계에 있다. 만약 위에 있는 형태의 두개 시스템이 있다면, 그들의 입,출력 전달함수는 완벽한 캐스케이드 형태로 연결될 수 있다. 왜냐하면 두번째 시스템의 다이나믹스가 첫번째 시스템의 입출력 관계에 영향을 미치기 때문이다.

두 시스템이 특정 조건을 만족할 경우 입출력 전달함수의 캐스케이드는 근사되어 사용되는 경우가 최선이다. 특히 다른 시스템에 의한 일반적인 상호작용 port에서의 임피던스는 서로 큰 부하를 주지 않기 위해 최대 불일치를 보인다.

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무슨 뜻인지 잘 모르겠다ㅠ..나중에 다시 와서 작성하는 걸로