MODELING AND SIMULATION OF BEAD MOVEMENT CONTROL SYSTEMS

머리운동 제어 시스템의 모델링과 시뮬레이션에 관한 연구

본 연구는 머리운동 제어 시스템에 대한 생체 물리학적인 모델링과 시뮬레이션을 통하여 모델의 동특성을 조사하였으며, 생체운동(머리-안구)의 상호 관계를 비교하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 시스템을 구성하고 있는 매개변수의 변화가 출력에 미치는 영향을 조사하기 위해 감도해석법을 써서 감도계수를 구한 결과, 입력 제어신호의 펄스높이(PH), 동근의 펄스폭(PW1), 길항근의 펄스폭(PW2)이, 시스템의 출력특성을 결정하는 가장 중요한 매개변수 임을 알 수 있었다. 2) 비 선형 제어모델의 선형화를 통하여 선형모델의 응답특성과 크나큰 차이가 없음을 알았다. 3) Main-Sequence도를 작성하여 실험 데이터와 비교한 결과, 거의 일치함으로서 모델의 타당성을 입증하였다. 4) 머리운동이 시간최적으로 응답하기 위해서는 bang-bang 제어법칙이 적용되어야 함을 알았다. 5) 머리운동이 목표점에 도달하는 순간에는 길항근의 역제통 펄스가 가해 짐으로서, 길항근이 궤적의 마지막 부분을 지배함을 알았다. 6) 머리-안구운동의 main-sequence도를 비교 함으로서 상호관계를 규명하였다. 앞으로는 이 모델링 법을 개선확장하면, 비행시 파일럿의 생체 시뮬레이션, 헬멧 조준 사격 시스템등의 항공공학, 생체의용공학 연구 및 제어입력을 생체신호로 하는 로봇틱스 연구에 본 연구 방법은 유용하리라 생각된다.