Control system design for improvement of position-tracking ability of Facade-cleaning system

최근 현대 건축 기술의 발달로 고층 건물이 활발히 건설되고 있으며 이에 따라 고층 건물 외벽에 대한 관리 및 청소 수요도 꾸준히 증가하고 있다. 이를 위하여 고층 건물에 설치된 곤돌라에 장착되어 인간 작업자를 대신해 외벽을 관리 및 청소하는 외벽 청소 로봇이 개발되고 활용된 다수의 사례가 보고된 바 있다. 하강하는 곤돌라를 활용하여 외벽을 청소할 때 가장 큰 문제점은 고층 건물 외벽에 있는 창문 프레임과 같은 장애물을 효과적으로 극복하는 것으로 이동하는 곤돌라에 설치된 외벽 청소 로봇의 정확한 위치 추종 능력은 필수 성능이다. 본 연구에서는 곤돌라 기반의 외벽 청소 로봇의 위치 추종 성능을 개선하기 위해 반복 학습 기반 제어시스템을 설계하고 기존의 PI 제어기 및 강인 제어시스템과 비교하는 모의실험을 수행하였다. 그 결과, 반복 학습 제어기(Iterative learning control)를 사용하여 외벽 청소 로봇과 같은 비-최소위상 시스템(Non-minimum phase system)이 가지는 시간 지연(Time delay)의 한계를 효과적으로 극복할 수 있었으며 위치 추종 성능 또한 개선되었음을 확인하였다.

Authors

Publication Details

Journal
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
Published
2026-03-31
DOI
https://doi.org/10.5762/kais.2026.27.3.957
Primary Topic
Innovations in Concrete and Construction Materials
Type
article
Field-Weighted Citation Impact
0.00
Controls
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article

Control system design for improvement of position-tracking ability of Facade-cleaning system

Hwa-Soo Kim
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
Innovations in Concrete and Construction Materials
article

Control system design for improvement of position-tracking ability of Facade-cleaning system

Hwa-Soo Kim
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Abstract

최근 현대 건축 기술의 발달로 고층 건물이 활발히 건설되고 있으며 이에 따라 고층 건물 외벽에 대한 관리 및 청소 수요도 꾸준히 증가하고 있다. 이를 위하여 고층 건물에 설치된 곤돌라에 장착되어 인간 작업자를 대신해 외벽을 관리 및 청소하는 외벽 청소 로봇이 개발되고 활용된 다수의 사례가 보고된 바 있다. 하강하는 곤돌라를 활용하여 외벽을 청소할 때 가장 큰 문제점은 고층 건물 외벽에 있는 창문 프레임과 같은 장애물을 효과적으로 극복하는 것으로 이동하는 곤돌라에 설치된 외벽 청소 로봇의 정확한 위치 추종 능력은 필수 성능이다. 본 연구에서는 곤돌라 기반의 외벽 청소 로봇의 위치 추종 성능을 개선하기 위해 반복 학습 기반 제어시스템을 설계하고 기존의 PI 제어기 및 강인 제어시스템과 비교하는 모의실험을 수행하였다. 그 결과, 반복 학습 제어기(Iterative learning control)를 사용하여 외벽 청소 로봇과 같은 비-최소위상 시스템(Non-minimum phase system)이 가지는 시간 지연(Time delay)의 한계를 효과적으로 극복할 수 있었으며 위치 추종 성능 또한 개선되었음을 확인하였다.

Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation SocietyVol. 27(3)
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