• 제목/요약/키워드: 동적위치제어시스템

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선형전동기기반 컨테이너 이송시스템의 위치정확도 향상을 위한 적응 Backstepping 제어기 설계 (A Design of Adaptive Backstepping Controller for Improving Position Accuracy of Linear Motor-based Container Transportation System with Dynamic Friction)

  • 이진우;서정현;한근조;이권순
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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    • pp.405-413
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    • 2006
  • 본 논문에서는 비선형 동적 마찰 성분을 효과적으로 보상하고 적응적으로 제어함으로써 차세대 항만 자동화 이송시스템으로 주목받고 있는 LMTT(linear motor-based transfer technology)의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 셔틀카(shuttle car)와 컨테이너들의 다양한 중량과, 이로 인해 발생하는 동적 마찰 특성 파라미터들을 정확하게 추정할 수 있는 관측기를 설계하였다. 적응 backstepping 제어 기법을 적용하여 시스템이 안정하게 제어될 수 있도록 하는 제어기를 설계하였다. 시스템은 변화하는 환경에 대하여 높은 적응성을 가질 수 있어 여러 종류의 부하는 물론 마찰 특성의 변화에도 양호한 제어 특성을 유지할 수 있었다. 제안한 제어시스템의 타당성을 보여주기 위해 축소된 형태의 LMTT 시뮬레이터를 제작하여, 이에 대해 시뮬레이션과 실험만을 수행하여 제안하는 방법의 타당성과 실현성을 입증하고자 하였다.

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동적위치제어시스템을 이용한 선박의 실선스케일 횡이동시험에 관한 연구 (A Study on Full-Scale Crabbing Test Using Dynamic Positioning System)

  • 박종용;이준호
    • 대한조선학회논문집
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    • 제57권6호
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    • pp.345-352
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    • 2020
  • This study aims to investigate the crabbing motion of the research vessel "NARA" by full-scale maneuvering trials. The crabbing test method refers to ITTC recommended procedures and guidelines. In order to minimize the fluctuation of the heading angle due to the external force acting on the hull during the pure lateral motion, the tests are conducted using the dynamic positioning system applied to the ship. The test results are analyzed by applying a low-pass filter to remove the noise included in the measurement data. Three conditions are set to define the steady state of crabbing motion. The index to be derived from the crabbing test is quantitatively presented. The ship is confirmed to be capable of the lateral motion of up to 0.844m/s in Beaufort 3.

선박의 동적위치유지 시스템을 위한 Sliding Mode 제어 연구 (A Study on a Sliding Mode Control Algorithm for Dynamic Positioning System of a Vessel)

  • 김영식;홍장표
    • 한국항해항만학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.256-270
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    • 2023
  • 본 연구에서는 선박 또는 해양구조물에 설치되는 터렛(Turret)과 같이 제어 대상의 무게 중심 주변이 아닌 임의 지점을 운동 중심으로 선정하여 제어할 수 있는 동적위치유지(Dynamic positioning; DP)용 슬라이딩모드(Sliding mode) 제어기를 연구하였다. 이러한 슬라이딩모드 제어기는 선박 및 해양구조물 동역학 모델의 불확실성, 시공간에서 변화하는 미지의 해양환경에 의한 외력, DP 제어시스템의 과도 성능을 고려한 제어가 가능하다. 선박 및 해양구조물의 임의 지점을 기준으로 제어하기 위해 제어 대상의 기구학 방정식에 포함되는 자코비안(Jacobian) 행렬을 수정하여 슬라이딩모드 제어기를 설계하였다. 제어기의 강건성(Robustness)을 확보하기 위해 슬라이딩모드 제어기 설계에 리아프노프(Lyapunov) 안정도 판별 이론을 적용하였다. 일반적으로 DP 제어에서 제어기의 강건성 확보를 위해 PD(Proportional derivative) 제어 알고리즘 기반의 이득 스케줄링(Gain scheduling)을 사용한다. 그러나 이득 스케줄링을 적용하기 위한 적절한 이득을 찾는 것은 DP 시스템 적용을 복잡하게 만든다. 따라서 본 연구에서는 이러한 선박 및 해양구조물 DP 제어기의 복잡성을 해소하기 위해 슬라이딩모드 제어 알고리즘을 고려하였다. 제안된 슬라이딩모드 제어 알고리즘의 유효성을 검증하기 위해 시간 영역 시뮬레이션을 구현하였으며, 제어 알고리즘의 성능평가에 활용되었다. 제안된 슬라이딩모드 제어기의 유효성 검토를 위해 일반적인 PD 제어 알고리즘을 적용한 DP 제어 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

6 자유도를 갖는 능동 자기베어링 시스템의 강인 퍼지 제어기 (Robust Fuzzy Controller for Active Magnetic Bearing System with 6-DOF)

  • 성화창;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.267-272
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    • 2012
  • 본 논문에서는 6 방향 자유도를 지닌 능동 자기베어링 시스템의 강인 디지털 퍼지 제어에 대한 내용을 다루고자 한다. 6방향 자유도에 대한 기본 모델은 회전자 구조와 원뿔형의 능동 자기베어링 시스템의 자기력 간의 상관관계에 의해 결정된다. 구성된 모델은 비선형 동적방정식으로 구성되기 때문에, 제어 목적을 달성하기 위한 제어 입력 신호의 설계가 어려우며, 외부 환경의 영향에 따른 시스템 파라미터 변화율에도 많이 민감한 편이다. 이를 보완하기 위하여, 획득한 동적방정식을 기반으로 TS 퍼지 모델에 기반 한 디지털 제어 목적에 적합한 구조로의 변환이 이루어진다. 여기서 말하는 제어 목적이란, 회전자의 회전을 외부의 물리적 접촉 없이 자기장의 힘만으로 동작하도록 베어링의 위치를 최대한 센터에 위치케 하는 것을 말한다. 본 논문에서는 6자유도를 지닌 능동 자기베어링 시스템의 비선형성에 대한 해석 방안으로 퍼지 모델링을 통해 시스템을 재해석하게 되며, 외부 파라미터 변화에 따른 대응을 위하여 강인 제어기 설계를 목적으로 한다. 제안된 강인 제어 알고리즘은 시뮬레이션 과정을 통해 검증된다.

U-캠퍼스 환경에서의 동적 접근 제어 메커니즘 (Dynamic Access Control Mechanism in U-Campus Environment)

  • 조창제;김영갑
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2006년도 춘계학술발표대회
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    • pp.481-484
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    • 2006
  • 학교생활에서 학사업무의 생산성은 물론 구성원들의 편리하고 효율적인 학습활동 지원을 통하여 학습자의 교육 생산성을 높이기 위한 유비쿼터스 컴퓨팅 기술을 이용한 U-캠퍼스 구축이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 U-캠퍼스 환경에서 여러 가지 상황 정보를 고려한 동적 접근 제어 메커니즘을 제안한다. 본 논문에서 제시한 동적 접근 제어 메커니즘은 기존의 역할 기반의 접근 제어(RBAC) 모델을 확장하여 사용자에게 부여된 역할 활성화 상태에 따라 접근 권한을 부여하는 방법으로, 상태검사 에이전트(agent)와 상황인식 에이전트, 상황인식 매트릭스(CAM)에 의한 위치와 시간 및 시스템 자원과 같은 여러 가지 동적인 상황 정보를 고려하여 효율적으로 권한을 부여 할 수 있다.

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회전 초음파 센서와 지도를 이용한 이동 로보트의 동적 절대 위치 추정 (dynamic localization of a mobile robot using a rotating sonar and a map)

  • 양해용;정학영;이장규
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.544-547
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    • 1997
  • In this paper, we propose a dynamic localization method using a rotating sonar and a map. The proposed method is implemented by using extended Kalman filter. The state equation is based on the encoder propagation model and the encoder error model, and the measurement equation is a map-based measurement equation using a rotating sonar sensor. By utilizing sonar beam characteristics, map-based measurements are updated while AMR is moving continuously. By modeling and estimating systematic errors of a differential encoder, the position is successfully estimated even the interval of the map-based measurement. Monte-Carlo simulation shows that the proposed global position estimator has the performance of a few millimeter order in position error and of a few tenth degrees in heading error and of compensating systematic errors of the differential encoder well.

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DPO 양성제도의 전략적 도입에 관한 연구

  • 예병덕
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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    • pp.31-33
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    • 2014
  • 최근 동적위치제어시스템 (Dynamic Positioning System, DPS)을 설치한 선박과 해양구조물이 늘어나면서 이 시스템을 운영하는 DPO (Dynamic Positioning Operator) 자격증을 취득하고자 하는 해기사가 급증하고 있다, 특히 2010년 STCW Manila Amendments에 DPO 자격과 관련된 사항이 Code B에 채택됨으로서 DPO 관련 자격기준이 급변하고 있다. 그러나 아직 우리나라에는 DPO 자격과 관련된 교육훈련제도가 정비되어 있지 않음은 물론 자격증 취득을 위한 교육훈련기관도 전무한 실정이다. 이 논문에서는 DPO 양성제도의 현황을 고찰한 후 이 제도를 효율적으로 도입하기 위한 방안을 제안하였다.

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스테레오 카메라를 이용한 동작 인식 인터페이스에 관한 연구 (A Study on Gesture Recognition Interface System using Stereo Camera)

  • 장영대;박지헌
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2007년도 추계학술발표대회
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    • pp.97-100
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    • 2007
  • 이 논문에서는 비전 시스템 기반 동작 인식 인터페이스 시스템으로 스테레오 카메라와 동적 제스처를 이용한 방식을 제안한다. 스테레오 카메라로부터 얻은 영상으로 손의 3차원 위치를 검출하고 이를 바탕으로 손의 동작을 추적하고 이를 인식함으로써 동적 제스처에 기반 한 동작 인식 방법을 제시한다. 이러한 깊이에 따른 제스처 동작을 인식하는 방법으로 단순한 컨트롤러부터 IPTV 제어나 가상의 마우스 제작이 가능한 본질적으로 편하고 자연스러운 인터페이스 구현 방향을 제시한다.

램제트 추진 시스템의 동적 제어 모델링 기법(I) (Dynamic Modeling Scheme for Control of the Ramjet Propulsion Systems(I))

  • 김선경;염효원;전창수;성홍계;박익수;이규준
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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    • pp.295-298
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    • 2008
  • 램제트 추진 시스템 제어를 위한 모델링 기법에 대한 연구를 수행하였다. 연료공급시스템은 동적 메커니즘을 묘사하기 위해 전형적인 2차 시스템 모델을 사용하였으며, 이로부터 연료공급시스템의 계단 응답특성을 계산하고 이에 상응되는 연소실 압력섭동과 종말 충격파의 위치 변화 관계를 파악하였다. 압력섭동과 종말 충격파 간의 상관관계를 도출하기 위하여 연소실 압력은 일정한 주기와 진폭을 갖는 사인파로 모델링하여 종말충격파의 거동에서 나타나는 위상차를 확인하였다. 본 연구를 통해 시스템의 작동에 대한 물리적인 이해를 도모하며, 시스템의 동적 특성이 엔진 작동에 미치는 영향을 살펴보았다.

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해석심해자원개발용 버퍼의 동적위치제어기법 (Dynamic Position Control Method for the Buffer Unit of a Deepsea Mining System)

  • 김기훈;최항순;홍섭
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권3호
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    • pp.57-63
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    • 2002
  • 심해자원채광시스템은 모선, 양광관, 버퍼, 집광기 등으로 구성된다. 양광관의 위쪽은 모선과 연결되고 아래쪽은 버퍼에 연결된다. 버퍼와 집광기는 유연 호스로 연결된다. 채광시스템의 원활한 운영을 위해서는 전체 시스템의 안정화가 이루어져야 하는데 이를 위해서는 버퍼의 위치를 능동적으로 제어해야한다. 본 연구에서 가장 중요한 부분은 길이 5000m에 달하는 양광관의 동적 거동해석이다. 양광관을 세장구조물로 단순화시켜 모델링하고 고유함수 전개법으로 해석하였으며, 버퍼에 장착되는 추진시스템에 대한 제어에는 PID 제어기법을 적용하였다. 버퍼에 작용하는 외력은 양광관에 작용하는 항력에 의한 반력이 지배적이므로 본 논문에서는 유연호스의 영향은 무시하였다. 파랑 중에서 모선은 저주파수 운동과 동시에 고주파 운동을 하게 되는데 버퍼가 추적하고자 하는 모선의 위치는 저주파수 운동에 해당하므로 고주파수 성분을 걸러내기 위하여 반드시 필터링을 필요로 한다. FIR 필터를 사용하여 모선 위치를 필터링한 값을 제어기의 목적위치로 설정하였다. 이러한 해석을 바탕으로 수치계산 알고리즘을 구축하여 모선의 여러 운동을 상정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이러한 수치계산 결과 필터링을 통해 고주파수 성분이 잘 걸러짐을 확인하였다. 또한 버퍼의 위치와 속도에 대한 제어를 통해서 버퍼를 허용범위(watch circle) 안에 머무르게 하면서 전체시스템을 안정화시킨다는 것을 밝혔다.