This pacer studied on the lateral motion and yaw motion of the gantry crane which is used for the automated container terminal with two driving wheel types. Though several problems are occcurred in driving of gantry crane, they are solved by the motion by the operators. But, if the gantry crane is unmanned, it is automatically controlled without any operation. There are two types, cone and flat t y pin driving wheel shape. In cone type, lateral vibration and yaw motion of crane are issued. In flat type, the collision between wheel-flange and rail or the fitting between wheel-flanges and rail is issued. Especially, the collision between wheel-flange and rail is a very critical problem in driving of unmanned gantry crane. To bring a solution to the problems, the lateral and yaw dynamic equations of the driving mechanism of gantry crane with two driving wheel types are derived. Then, we investigate the driving characteristics of gantry crane. And this study used PD(Proportional-Derivative) Controller to control the lateral displacement and yaw angle of the gantry crane. The simulation result of the driving mechanism using the Runge-Kutta Method is presented in this paper.
A driver-vehicle model means the integrated dynamic model that is able to estimate the steering wheel angle from the driver's desired path based on the dynamic characteristics of the driver and vehicle. Autonomous driving robot for factory automation has individual four-wheels which are driven by electronic motors. In this paper, the dynamic characteristics of several four-wheel steering systems with the simultaneously steerable front and rear wheels are investigated and compared by means of the driver-vehicle model. A diver-vehicle model is proposed by using the PID control to velocity and trajectory of control autonomous driving robot. To determine the optimum speed of a autonomous driving robot, steady-state circle simulation is carried out with the ADAMS program and MATLAB control model.
In this thesis. the application of the synchronizing control of the intelligent indoor lift system is showed. The separate axes of the indoor lift system are driven independently. PID controller, synchronous flexible logic compensating method and tilt sensor are applied to enhance the performance of the intelligent indoor lift system. the tilt sensor senses the horizontal error of the whole system. PID controller and synchronous flexible logic are used to compensate the synchronous errors of both the separate axes and whole system to be zero. Namely, using not the hardware coupling but the software algorithm. the indoor life system is operated without the error. Before applying the real system, the simulation using matlab testifies the possibility of the lift system. And the realization of the system is demonstrated with two DC servo motors. In the experiment test, flexible logic to compensate the synchronous error is chosen by the comparative method. the indoor lift system has to be considered the loading factor as the disturbance. Because the intelligent indoor lift system is developed to support the patients who don't change for themselves to move. finally, the system which considers the weight of the patient as the disturbance can carry the patients safely without synchronous and position error.
The swirl ratio of a charge in the cylinder was estimated by calculating the ratio of the rotary speed of charge which could be simulated from the rotary speed of paddle in the swirl measurement apparatus, to the engine speed which could be calculated by measuring intake air flow rate. The automation of the swirl ratio measurement for cylinder head was achieved by controling both valve lift in cylinder head and a suction pressure of surge tank using two step-motors. The number of measurement position for calculating mean swirl ratio was varied by adjusting the interval of valve lift. The mean swirl ratio with varying the number of measurement position showed nearly constant value. Two measurement methods for measuring the swirl ratio were compared, one was to control the suction pressure of the surge tank with PID (proportional, integral, differential) mode with by-pass valve controlled by the step motor and the other did not control the surge tank pressure by fixing the by-pass valve. The difference of the mean swirl ratio between the two measurement methods showed nearly constant value with varying the number of measurement position. This means that the w/o PID control method could be preferred to the PID control method which has been used, due to the simpleness of the swirl measurement.
A swirl ratio of a charge in the cylinder could be calculated by measuring both the rotary speed of paddle and the intake air flow rate in the swirl measurement apparatus fur several positions of valve lift. The automation of the swirl ratio measurement for a cylinder head is achieved by controlling both the valve lift of cylinder head and a suction pressure of the surge tank, instead of controlling them manually. PID control of the surge tank pressure and positioning a valve lift of the cylinder head are also achieved by using two step motors, respectively. Rotating speed of a paddle are measured using an optical sensor and a counter. Flow rate are measured from ISA 1932 flow nozzle by reading a differential pressure gauge position using IEEE-1394 camera. Time to measure the swirl ratio for a port in the cylinder head is drastically reduced from an hour to 3 minutes by automation control of the apparatus.
Performance of photovoltaic (PV) generator systems relies on its operating conditions. Maximum power extracted from PV generators depends strongly on solar irradiation, load impedance, and ambient temperature. A most maximum power point tracking (MPPT) algorithm is based on a perturb and observe method and an incremental conductance method. It is well known the latter is better in terms of dynamics and tracking characteristics under condition of rapidly changing solar irradiation. However, in case of digital implementation, the latter has some error for determining a maximum power point. This paper presents a PID based MPPT algorithm for such PV systems. We use neural network technique for determining PID parameters by online learning approach. And we construct a boost converter to regulate the output voltage from PV generator system. Computer simulation is carried out to evaluate the proposed MPPT method and we accomplish comparative study with a perturb and observe based MPPT method to prove its superiority.
기존의 위성제어용 시뮬레이션 툴은 위성 모델을 강체로 보고, 비례-미분(Proportional-Differential)제어기를 사용하기 때문에, 이동하는 위성의 경우 오차한계범위를 벗어나 통신이 두절되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문은 신속한 자세회복 및 안정된 진보적인 제어기의 설계를 위하여 이동하는 정지궤도 및 저궤도 위성에 대하여 위성을 강체 및 유연체 구조로 모델링하고, 통신두절시 신속한 자세 회복을 위한 최소시간 제어기 설계와 위성의 위치 제어시 발생하는 통신중단을 최소화 하기 위하여 기존의 PD제어기보다 정확하고 안정된 선형조절기를 상태공간 벡터를 사용하여 설계하였다. 시뮬레이션은 먼저 강체 모델과 유연체 모델을 비교하기 위하여, 이동하는 정지궤도 및 저궤도 위성에 대하여 PD제어기를 사용하여 시험되었으며, 자세이동시의 제어기의 응답특성을 분석하기 위하여, 지상의 명령에 의한 위성의 피치각을 변경하는 경우, 주기적으로 수행되는 남북 궤도 유지에 대하여 수행하였다. 그 결과, 강체모델에 대비하여 유연성 모델이 실제 상황에 근접한 결과를 가져다 주었으며, 최소시간제어기는 PD제어기 대비 약 7배 이상 빠르게 신속한 자세 회복을 가져다 주었으며, 선형조절기는 외란에 대한 적응 및 안정도, 응답속도 측면에서 장점을 나타내었다. 향후 이 위성 모델 및 제어기를 사용하여 실제 운용시 예상되는 제어기의 결과를 확인할 수 있으며, 더 나아가 새로운 제어기의 개발 및 교육 등에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
비례-적분-미분(PID) 제어기는 단순한 구조와 넓은 범위의 운전영역에서 견고한 성능으로 인해 산업계에서 널리 사용되고 있다. 그러나 제어대상으로서 AVR(Automatic Voltage Regulator)은 전력 시스템의 파라미터의 변동에 강인하지 않다. 따라서 PID 제어기를 사용하여 AVR 시스템의 안정성과 성능을 향상시키는 것이 필요하다. 본 논문에서는 PSO(Partial Swarm Optimization) 알고리즘을 사용하여 AVR 시스템을 위한 최적 PID 제어기 파라미터를 결정하는 새로운 설계 방법을 제시한다. 제안하는 접근법은 쉬운 구현뿐만 아니라 안정된 수렴 특성 및 양호한 계산 효율과 우수한 특성을 갖는다. 또한, 제안 된 PSO-PID 제어기의 성능을 평가하기 위해 새로운 목적함수를 정의한다. 이 목적함수는 최대백분율 오버슈트와 정정시간이 설계사양으로 주어진 경우 이를 반영하기 위한 것이다. 이를 위해 ITAE 평가함수에 제약 조건을 위반하면 벌점을 부과하도록 하여 PSO 알고리즘이 PID 제어기 파라미터를 탐색할 때 설계사양을 만족하도록 하게 한다. 최종적으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 PSO-PID 제어기는 단자전압 계단응답에 대해 주어진 설계사양을 만족할 뿐만 아니라 다른 유사한 최근의 연구보다 더 우수한 제어 성능을 보임을 확인하였다.
자유롭고 빠르게 이동할 수 있도록 도와주는 개인 이동 수단인 two-wheel balancing vehicle은 inverted pendulum 시스템의 원리를 이용한 것으로, 최근 들어 많은 연구가 이루어지고 있고 이를 이용한 제품이 실제 사용되고 있다. 본 논문에서는 일반적인 PID 제어이론을 이용한 two-wheel balancing vehicle에 대한 제어성능을 개선시키는 새로운 제어방식을 제안한다. 제안한 방식은 퍼지 PD+I 제어방식으로 향상된 PID 제어의 일종으로 2개의 입력과 1개의 출력을 가진 퍼지시스템에 적분 신호를 더함으로써 출력신호를 만든다. 퍼지시스템의 비선형성은 시간공정에서 비례신호와 미분신호의 가중치를 변화함으로써 최적의 출력제어신호를 만들어낸다. 제안한 퍼지 PD+I 제어방식의 유용성을 알아보기 위해 two-wheel balancing mobile robot에 대해 시뮬레이션과 실험의 결과를 통해, 제안한 퍼지 PD+I 제어방식이 일반적인 PID 방식보다 우수한 성능을 가지고 있음을 알 수가 있다.
This paper describes the control system to suppress the load pendulation using tagline for the floating crane. Dynamic equation of motion of the floating crane and the load is derived using Newton's 2nd law and free body model. The floating crane and the load are assumed that they move in center plane. Each rigid body has 3 DOF (surge, heave, pitch), because it moves in two directions and rotates. Then, this system, which is composed of two rigid bodies, has 6 DOF. The gravitational force, the hydrostatic force, the hydrodynamic force and the tension of the wire rope are considered as external forces, which affect to the floating crane. To suppress the pendulation of the load, the tagline, which connects between the load and the float crane, is applied to the system. The tagline is composed of the spring and the wire rope. Proportional and Derivative control is used as a linear control algorithm. The results of the numerical analysis of the 3,600 ton floating crane show that the tagline system is effective to suppress the load pendulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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