• Title/Summary/Keyword: 관측기 오차모델링

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Numerical modeling of tidal discharge through a permeable dyke from varying surface gradients (내·외 수위차를 이용한 투수성 제체의 조류량 모델링)

  • Hong, Seong Soo;Kim, Tae In;Nguyen, Thao Thi Hoang;Gu, Jeong Bon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.219-219
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    • 2021
  • 서해안 중부 아산만 안쪽에 위치하는 평택·당진항에서 장래 개발 예정인 면적 6.9km2의 내항2공구 수역은 내항2공구 외곽호안 - 내항가호안 - 내항2공구 중앙 분리호안으로 둘러싸여 있으며, 투수성 제체인 내항가호안 사석 공극을 통하여 해수가 유통되어 조석 현상이 나타나고 있다. 2020년 8~9월의 2개월간 내항2공구 외곽호안 내·외측에서 조석 관측 결과, 2공구 수역의 최대 조차는 1.97m로서 외측 해역 최대 조차 9.79m의 20.1%이고 내·외측의 순간 수위차는 최대 5.82m에 달한다. 내항가호안은 내항2공구 개발이 거의 완료되는 시기까지 유지될 예정이므로 2공구 개발에 따른 내측 조차와 내·외측 수위차의 변화를 정확하게 예측하는 것은 내항가호안 제체 안전에 매우 중요하다. 이 연구의 목적은 장래 개발단계별 변화 예측에 앞서, 관측이 이루어진 2개월간의 실시간 내측 조석과 내·외측 수위차 시계열을 Delft3D-Flow를 이용하여 기 구축된 아산만 수치모델에서 재현하는 것이다. 내항가호안 제체 통과 유량은 내·외측 수위차에 비례하는 것으로 가정하고, 수위차 - 유량 관계식을 도출하였다. 수위차는 평택 조위관측소와 내항2공구 수역의 1분 간격 관측 조위로부터 산출하였고, 제체 통과 유량은 내측 조위(z, 평택항 DL 기준, m) - 수용적(V, 106m3) 관계식으로 계산하였다. 내측 조위 - 수용적 관계식은 수심측량 성과로부터 V = 0.28z2 + 3.73z + 2.96 (r2=1.00)으로 얻어졌다. 다양한 함수식의 적합성을 검토한 결과, 다음과 같은 수위차(𝚫z, m) - 제체 통과 유량(Q, m3/s) 관계식을 도출하였다. [내항가호안 내측으로 유입시] $Q_{IN}=\{\begin{array}{lll}{\exp}\{0.54\;{\ln}({\Delta}z)+6.00\}&&\text{; }{\Delta}z{\leq}1.8\\219.82{\Delta}z+158.56&&\text{; }{\Delta}z>1.8\end{array}\;\;(r^2=0.86)$ [내항가호안 외측으로 유출시] QOUT = -exp{0.44 ln(-𝚫z) + 5.70} (r2=0.59) 매 𝚫t 마다 제체 통과 유량을 계산하는 알고리즘을 Delft3D 소스 코드에 추가하고, 8개 분조 합성조석(M2, S2, K1, O1, N2, K2, P1, Q1)을 외력조건으로 설정하여 2개월간 조석 수치모델링을 수행하였다. 내항2공구 수역의 매 시별 조위 관측치와 모델치를 비교한 결과, 오차는 -0.37~0.37m의 범위이고, 오차 평균은 0.02m, 절대오차 평균은 0.08m로 상당히 정확하게 실시간 조위 변동을 모의하였다. 보정·검정된 이 모델을 이용하여 향후 내항2공구 개발에 따른 내측 조석과 내·외측 수위차 변화에 대한 예측모의를 진행할 예정이다.

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Robust Impedance Control of High-DOF Robot Based on ISMC and DOB (ISMC와 외란관측기 기반 고자유도 로봇의 강인한 임피던스제어)

  • Asignacion, Abner Jr.;Park, Seung-kyu;Kim, Min-chan
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.21 no.1
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    • pp.173-179
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    • 2017
  • This paper proposes a robust impedance controller for high-DOF robots. The model-based control of a higher DOF robot uses a numerical dynamic model because the analytical dynamic model is difficult to be derived and this means that modeling error is inevitable. The impedance control in the task space is affected by joint motions and has more difficulties in the higher DOF robots. In addition, the disturbances must be decoupled in the control of high DOF robot. This paper proposes a robust impedance controller based on integral sliding mode control (ISMC) and disturbance observer(DOB) for high-DOF robot manipulator. The ISMC is used to improve the robustness of the impedance control and to preserve its nominal performance. DOB is also employed to cancel the effects of input disturbances and to reduce the maximum gain of the ISMC which eventually determines the input chattering size.

Nonlinear Control of Network based Systems with Random Time Delays using Intelligent Algorithms (지능형 알고리즘을 이용한 랜덤 시간지연을 갖는 네트워크 기반 시스템의 비선형 제어)

  • Cho, Hyun-Cheol;Lee, Kwon-Soon
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.17 no.5
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    • pp.660-667
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    • 2007
  • 본 논문은 확률특성을 갖는 네트워크 기반 제어시스템(NCS; Networked Control Systems)을 위하여 동적 베이시안 네트워크(DBN; Dynamic Bayesian Networks)와 신경회로망 기법을 이용한 지능제어기법을 제안한다. 신경회로망은 시변 시간지연을 갖는 비선형 시스템의 실시간 오차를 보상하기 위한 제어기의 최적화에 적용된다. 모듈화 신경회로망이 구성되며 이것은 제어기의 파라미터를 출력한다 가장 간단한 DBN 구조인 마코브 체인(MC; Markov Chain)이 구성되며 NCS의 랜덤 관측값을 모델링에 적용되며 예측 제어기의 구성에 또한 사용된다. 제안한 제어기법은 위성시스템의 자세제어에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하였다.

Safety Improvement of an Automatic Door System Using a Disturbance Observer and Neural Network (외란관측기와 신경 회로망을 이용한 자동문 시스템의 안전성 개선)

  • Yoo, Young-Dong;Lee, Kyo-Beum;Hong, Suk-Kyo
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.15 no.5
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    • pp.401-410
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    • 2010
  • This paper proposes an automatic door system which improves the safety of conventional automatic door systems by complementing the external safety sensors. Disturbance observer using the model of automatic door system and neural network is designed. The proposed algorithm compares the observed disturbance with the output of neural network. Experimental results are presented to illustrate the feasibility of the proposed control strategy. The proposed strategy is expected to improve the safety of an automatic door system.

Analysis of runoff characteristics on Hwabuk watershed in Jeju Island (제주도 화북천 유역의 유출특성 해석)

  • Jung, Woo-Yeol;Yang, Sung-Kee;Kim, Dong-Su;Ko, Seong-Yong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.929-929
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    • 2012
  • 제주도는 연평균 강우량이 1,975mm에 달하는 우리나라 최다우 지역이지만 하천은 주로 한라산 정상을 중심으로 남 북사면 방향으로 급한 경사를 이루며 발달하고 있으며 하천연장은 대부분 15km 내외로 내륙지역의 하천에 비하여 매우 짧은 특성을 보이고 있다. 투수성이 높은 지질학적 특성으로 인하여 집중 호우시 짧은 기간 동안만 유출이 발생하고 평상시 대부분의 하천은 건천의 상태로 유지되고 있다. 향후 기후변화에 의하여 강우량 및 강우강도의 증가로 인한 강우패턴 변화로 집중호우 및 강력한 태풍의 가능성이 지속적으로 증가할 것으로 예측되고 있으나 제주도에서는 기초 수문자료의 확보조차 어려운 실정이며 강우사상에 따른 하천유출 특성 해석 연구는 거의 전무한 실정이다. 본 연구에서는 제주도 도심부에 위치한 화북천 유역을 대상으로 SWAT 모델 및 WMS(HEC-HMS) 모델을 이용하여 장단기 강우에 따른 유출 특성을 해석하고자 한다. 유역 내 수문 기상 자료는 기상청 관할 AWS 및 기상관측지점 자료를 수집하여 사용하였으며 DEM(미국 USGS), 토지피복도(국가수자원 종합정보시스템), 토양통도(농업과학기술원)의 자료를 각각 구축하여 모델의 입력자료로 사용하였다. 또한 제주특별자치도 수자원본부에서 운영하는 화북천 하류지점의 실 관측자료를 이용하여 모델의 결과치를 검 보정 하였으며, 모의결과의 적합성을 판단하기 위하여 상관계수의 제곱( ), 평균 제곱근 오차(RMSE), 모형 효율성계수(ME)를 이용하였다. 모델링 기법을 이용하여 장기간(2008.1.1~2010.12.31) 동안의 유출량을 산정한 결과 2008년에는 전체 유역 평균 강우량 중에서 5.66%가 유출되었으며, 2009년도에는 3.47%, 2010년도에는 8.12%가 유출되었다. 화북천 유역은 단일강우 40~50mm 발생시에도 유출은 발생하지 않으나 선행강우가 발생시에는 20mm의 강우에도 반응을 하고 50mm 이상에서 급격한 유출이 발생하는 특징을 도출하였다. 향후 유역 내의 많은 실측 유출량 관측자료를 구축하고 모델 개선을 통하여 모델링 기법을 적용한다면 보다 정밀한 하천유출량 산정 및 유출특성 해석이 가능할 것으로 판단된다.

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A Study for Design of Fuzzy Controller with the Automatic Adjustment of Scale Factors (스케일 계수를 자동조정하는 퍼지제어기 설계에 관한 연구)

  • 이상윤;신위재
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.3 no.4
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    • pp.42-48
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    • 2002
  • The case that cannot show the satisfactory control results with a modeling error and a shortage of related knowledge about a plant is if a fuzzy controller designed based on the plant model or the experience applies to an actual plant. We must adjust the scale factor which is a controller again in order to improve control performance in case of this and needs a lot of time and costs because this regulation process is carried out with a trial and error way We proposes the fuzzy controller that an automatic control adjust scale factors according to fuzzy logic and normalizer in this paper We confirmed that an automatic adjusted fuzzy controller displayed good performance than the fuzzy controller that scale factors was fixed through simulation. We implemented the controller using the DSP processor and applied in a hydraulic servo system. And then we observed an experimental results.

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The Control for the 2-Axis Stabilized Gimbal using the PI-LEAD Algorithm (PI-LEAD 알고리즘을 이용한 2축 안정화 짐벌 시스템 제어)

  • Lee, Jin-Bok;Choi, Han-Go
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.14 no.2
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    • pp.117-123
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    • 2013
  • Since the nonlinear factors such as friction in a mechanical servo system can't be easily measured nor estimated accurately. Therefore, it is difficult to compensate friction correctly. Friction makes a significant error in a 2-axis stabilized gimbal system and finally fails to reach the ultimate control performance goals. To solve these problems, lots of studies on the control methods applying observer have been performed. However, these methods can be used in specific conditions and are limited to apply them to the accurate 2-axis stabilized gimbal system in military sector. This paper deals with the PI-LEAD algorithm which is modified with a general and robust PID algorithm, proves the effect of the algorithm through modeling and simulation, and verifies the performance by applying the algorithm to the real 2-axis stabilized system. It is verified through the performance test that the PI-LEAD algorithm minimizes the error caused by friction and meets requirements of the accurate servo system.

On the Experimental Modeling of Focal Plane Compensation Device for Image Stabilization of Small Satellite (소형위성 광학탑재체의 영상안정화를 위한 초점면부 보정장치의 실험적 모델링에 관한 연구)

  • Kang, Myoung-Soo;Hwang, Jai-Hyuk;Bae, Jae-Sung;Park, Jean-Ho
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.43 no.8
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    • pp.757-764
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    • 2015
  • Mathematical modeling of focal plane compensation device in the small earth-observation satellite camera has been conducted experimently for compensation of micro-vibration disturbance. The PZT actuators are used as control actuators for compensation device. It is quite difficult to build up mathematical model because of hysteresis characteristic of PZT actuators. Therefore, the compensation device system is assumed as a $2^{nd}$ order linear system and modeled by using MATLAB System Identification Toolbox. It has been found that four linear models of compensation device are needed to meet 10% error in the input frequency range of 0~50Hz. These models describe accurately the dynamics of compensation device in the 4 divided domains of the input frequency range of 0~50Hz, respectively. Micro-vibration disturbance can be compensated by feedback control strategy of switching four models appropriately according to the input frequency.

Path Tracking Control of 6X6 Skid Steering Unmanned Ground Vehicle for Real Time Traversability (실시간 주행 안정성 분석을 위한 6X6 스키드 조향 무인 자율 주행 차량의 경로 추종 제어)

  • Hong, Hyosung;Han, Jong-Boo;Song, Hajun;Jung, Samuel;Kim, Sung-Soo;Yoo, Wan Suk;Won, Mooncheol;Joo, Sanghyun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.41 no.7
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    • pp.599-605
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    • 2017
  • For an unmanned vehicle to be driven on the off-road terrain, it is necessary to consider the vehicle's stability. This paper suggests a path tracking controller for simulation of real-time vehicle stability analysis. The path tracking controller uses the preview distance to track the given trajectory. The disturbance moment is estimated using the yaw moment observer, and this information is used for compensation in the yaw moment control. On a curved path, the vehicle's desired velocity is determined from the curvature of the path. Because the vehicle is equipped with six independent motor driven wheels, the driving torques are distributed on all the wheels. The effectiveness of the path tracking controller is verified using ADAMS/MATLAB co-simulation.

Development of the Process of Coordinate Transformation of Local Datum Cadastral Map to the World Geodetic System - Using Adjusted Coordinate - (지적도면의 세계측지계 좌표변환 프로세스에 대한 연구 - 조정좌표의 활용을 통해서 -)

  • Yang, Chul Soo
    • Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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    • v.32 no.spc4_2
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    • pp.401-412
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    • 2014
  • This study is purposed on showing an effective process for coordinate transformation of cadastral maps, based on the local datum, in the World Geodetic System (WGS) for Cadastral Reform Project (CRP). The process follows three steps: coordinate adjustment, datum transformation and distortion modeling. The first procedure is that point coordinates on local datum has to be adjusted by those GPS observed point-to-point distances, using trilateration. Secondly, the adjusted coordinates need to be transformed to WGS by applying the Affine model, while the verification of the methodology is implemented under numerical experiments. To conduct this procedure, 195 points in the same coordinate origins in Seoul and 61 points in several different origins in Incheon are used in the estimation. As a result, there are less than 2cm coordinate differences between transformed coordinates and measured ones at everywhere. Also, it is remarkable that the transformation does not depend on either of the particular common points or the sizes of computed region. Therefore, this suggested methodology is expected to easily provide identifications and corrections for points-deviations for improved quality of the cadastral map by distortion modeling through CRP.