• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1203-1211
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• 2009

무인잠수정의 동역학은 추진체의 동력학에 의해 큰 영향을 받는다. 무인잠수정의 호버링 또는 저속 상태의 움직임을 제어하는 것은 자동 도킹 혹은 잠수정의 매니퓰레이터의 제어에 있어서 매우 중요하다. 모터기반의 추진체 동역학은 비선형적이며 불확실한 매개변수를 가지고 있다. 결국, 추진기와 동적 커플링을 이루는 무인잠수정의 운동역학도 매우 비선형적이며 불확실한 매개변수를 가지고 있기 때문에 강인제어기가 무인잠수정의 모션제어에 있어서 효과적이라고 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 전기 추진체에 의해 추진되는 무인잠수정의 저속 또는 호버링 상태를 제어하기 위한 강인제어 기법을 보인다. 또한, 비선형성과 불확실한 매개변수가 결합된 무인잠수정의 상태도 강인제어를 이용하여 동시에 제어한다. 강인제어 방법 중에서 슬라이딩 모드 제어기를 설계하여 추진체와 무인잠수정의 불확실한 변수와 비선형성들을 보상하며 원하는 위치를 유지하는 제어방법을 제안하였다. 모의실험을 통하여 제안한 슬라이딩 모드 제어기는 선형제어기인 PD제어기 보다 성능이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권1호
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• pp.40-47
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• 2013

하이브리드 로켓은 고체로켓과 매우 흡사한 내부유동 특성을 가지고 있으므로 와류흘림(vortex shedding)은 하이브리드 로켓에서도 연소안정성에 영향을 미치는 중요한 인자로 판단된다. 본 연구에서는 예연소실에서 와류를 발생시켜 연료 표면와류와의 간섭과 연소특성 변화를 관찰하였다. 기본 형상과 디스크를 장착한 실험 결과, 5개의 주파수 특성이 관찰되었으며 이들은 각각 추진제의 열적지연에 의한 주파수, 디스크, 연료 단면, 후연소실 단면 변화에 의한 와류흘림과 관련된 주파수임을 확인하였다. 특히 디스크 1과 3의 결과를 비교해 보면 디스크 위치에 따라 변화하는 와류흘림이 연소실의 특정 주파수 특성과 상호 간섭하여 공진이 발생하기도 하지만, 또 다른 경우에는 어떠한 간섭도 일어나지 않는 것을 확인하였다. 이러한 선택적 공진현상은 하이브리드 로켓의 비선형 연소안정성 발생을 설명할 수 있는 중요한 메카니즘으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권1호
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• pp.31-39
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• 2013

본 논문에서는 고정익항공기와 회전익 항공기의 장점을 결합시킨 신개념 복합형 무인항공기인 QTW(Quad Tilt Wing)의 종축 동특성을 연구한 결과를 기술하였다. 설계된 QTW 무인항공기는 Tandem Wing 형상을 가지며 각 주익의 끝단에는 프로펠러를 구동하는 모터를 장착하였다. 비행역학적 분석을 위해 모멘텀 이론을 이용해 추력을 계산하였으며, 틸트 각도에 따른 프로펠러의 Slip stream에 의한 양력과 항력을 고려한 비선형 모델링을 구축하였다. 또한 트림분석을 통해 설계된 비행체가 적절한 비행속도 대비 틸팅각을 가짐을 보여주었으며, 각 트림 점에서의 성분별 힘을 분석하였다. 각 비행 모드의 선형모델 고유치 분석하여 동적 특성을 분석하였으며 고정익모드로 전환됨에 따라 안정한 부분으로 극점이 이동함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2335-2342
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• 2014

미래 유통 혁신 및 도심에서의 긴급 차량 운행에 도움을 주고자 차량 이동 정보 등이 포함된 실시간 교통 상황 정보 및 긴급 정보 제공 등을 위하여 무인 쿼드로터의 사용하고자 할 경우 무인 쿼드로터의 사용 안전성을 충분히 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 4개의 모터를 가지고 있고 시스템적으로 구조적 균형이 잘 잡혀있는 무인 쿼드로터 시스템의 안전성 증대를 위하여 도심에서의 안전 착륙 제어에 대한 연구를 무인 쿼드로터 시스템의 비선형 특성을 고려한 운동학 및 동역학적 모델 기반 및 외란이나 시스템 비선형성에 강인한 Fuzzy 제어기를 통하여 진행하고자 하며, 이를 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 분석 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권7호
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• pp.1234-1243
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• 1992

본 연구에서는 국부적인 퍼지제어 셀(fuzzy control cell:cell)을 도입하여 계산량 감소를 달성하고, 추론과정을 선형근사화한 조직적인 설계를 통하여 선형제어 이론을 FLC의 실용적인 면에 접목하고자 한다. 이를 위하여, 확률밀도함수 형태의 멤버쉽함수(membership function)와 선형화된 제어공간이 얻어지도록 전반적인 제어방 책을 결정한 다음, 주어진 상태에 가장 지배적(dominant)인 규칙을 갖는 몇 개의 대표 점을 찾아서 그 점들로 구성된 퍼지제어 셀을 생성하고, 퍼지연산을 생성된 셀에서만 수행하여 알고리즘과 계산을 단순화시킨다. 평가기준을 공평함에 두어서 조건부연결 어 'AND'에 T-norm인 대수곱을 적용하여 적합도를 취하고, 규칙들의 작용이 병렬발화 라는 관점으로 규칙연결어 'ALSO'는 'AND'의 공액인 'OR'에 해당되는 대수합연산 대신 에 확률측도와 유사한 산술평균을 적용하여 퍼지추론을 한다. 그리고, 각각의 제어 규칙에 대하여 퍼지추론한 결과와 그것의 평균중심을 곱하여 통합한 후, 무게중심법으 로 역퍼지화하여 일반화된 제어값을 얻는다. 이 값을 PID제어기를 이용하여 구현한 디지틀 보상기를 통과시켜 시스템에 한 제어를 얻는 조직적인 방법을 제안한다.

• 전자공학회지
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• 제18권10호
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• pp.29-38
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• 1991

제6세대 컴퓨터로 불리는 신경컴퓨터는 학습과 병렬처리에 의해 인간의 두뇌 기능을 모방한다. 인간의 두뇌는 시각 인식, 음성인식, 촉각 감지등 패턴 인식뿐 아니라 인간의 복잡한 신체구조를 시각, 촉각 같은 감각기관의 도움을 얻어 움직이는 중요한 역할도 한다. 바로 이 모터제어(motor control)역시 신경회로가 담당하기 때문에 이를 기계적 신체에 해당하는 로봇 또는 광범위하게 기계, 비행기, 산업공정에 응용하는 것은 매우 자연스럽게 보인다. 이처럼 신경회로가 제어에 응용되는 것을 신경제어(neurocontrol)라 하고 이를 이용한 기계를 지능기계(intelligent machinery)라 한다. 지능기계는 기본적으로 인간처럼 경험축적, 학습, 불확실한 환경에서의 적응, 자기진단 등의 장점을 가지고 있다. 신경회로의 지극히 광범위한 응용분야중 신경제어는 가장 먼저 실현될 가능성이 높다. 실제로 로봇나 공정제어(process control)처럼 복잡한 비선형 시스템의 제어는 다량의 센서 정보에 기초한 실시한 제어를 필수로 하며 이는 신경회로를 사용함으로써 가장 효율적, 경제적으로 구현할 수 있다. 실제로 신경제어는 전세계적으로 이미 시스템 제어에 응용되어 좋은 결과를 내고 있다. 신경회로의 로봇나 자동화 응용은 학술적인 측면에서는 복잡한 비선형 시스템의 지능제어(intelligent control)문제에 대한 신선한 해결책을 마련해줄 뿐 아니라 산업자동화라는 막대한 시장을 뒤로 하고 있어 이론에서 실제에 걸쳐 가장 광범위한 파급효과를 가지는 최첨단 기술로 보여진다. 고부가가치 상품을 통한 국제경쟁력 제고의 차원에서도 정부, 기업 등의 과감한 연구 개발투자가 선행되어야 한다. 특히 이 분야의 연구는 선진국도 최근에 시작한 점으로 보아 정부, 기업이 이에 대한 연구개발 투자를 현명하게 할 경우에 세계적 기술 경쟁력도 확보할 수 있을 것이다. 본 해설에서는 로봇 및 시스템 제어에 관한 기초 이론과 신경회로 적용기술을 소개하고 기존방법과 비교했을 때의 우월성, 전세계적인 응용연구, 국내외 연구개발 현황, 상업화 가능성, 산업계 응용례, 기술상의 문제점, 향후 전망 등을 다루기로 한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.129-135
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• 2014

본 논문에서는 이동할 때 마찰이 없고 소음이나 먼지가 발생하지 않는 자기부상 물류이송시스템의 설계 방법을 제안한다. 제안된 자기부상 이송시스템은 크게 부상시스템과 추진시스템으로 구분된다. 자기부상시스템은 레일로 전자석을 끌어당기는 흡인식 부상시스템으로 구현하였으며, PID 제어기를 사용하여 전자석 공급 전류를 제어하였다. 자기부상 이송시스템의 추진시스템에는 바퀴의 마찰과 모터의 회전이 없고 소음이 최소화 되는 선형 유도전동기를 사용하였다. 추진시스템의 제어방법은 입력되는 직류전압에서 큰 교류전압을 얻을 수 있는 공간벡터 펄스폭 변조방식을 적용하였다. 제안한 자기부상 물류이송시스템은 부상 및 추진 제어 실험을 통하여 성능을 검증하였다.

• 정보와 통신
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• 제9권11호
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• pp.70-79
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• 1992

제6세대 컴퓨터로 불리는 신경컴퓨터는 학습과 병렬처리에 의해 인간의 두뇌 기능을 모방한다. 인간의 두뇌는 시각인식, 음성인식, 촉각감지 등 패턴인식뿐 아니라 인간의 복잡한 신체구조를 시각, 촉각 같은 감각기관의 도움을 얻어 움직이는 중요한 역할도 한다. 바로 이 모터제어(motor control) 역시 신경회로가 담당하기 때문에 이를 기계적 신체에 해당하는 로보트 또는 광범위하게 기계, 비행기, 산업공정에 응용하는 것은 매우 자연스럽게 보인다. 이처럼 신경회로가 제어에 응용되는 것을 신경제어 (neurocontrol)라 하고 이를 이용한 기계를 지능기계(intelligent machinery)라 한다. 지능기계는 기본적으로 인간처럼 경험축적 학습 불확실한 환경에서의 적응 자기진단 등의 장점을 가지고 있다. 신경회로의 지극히 광범위한 응용분야중 신경제어는 가장 먼저 실현될 가능성이 높다. 실제로 로보트나 공정제어(process control)처럼 복잡한 비선형 시스템의 제어는 다량의 센서 정보에 기초한 실시간 제어를 필수로 하며 이는 신경회로를 사용함으로써 가장 효율적, 경제적으로 구현할 수 있다. 실제로 신경제어는 전세계적으로 이미 시스템 제어에 응용되어 좋은 결과를 내고 있다. 신경회로의 로보트나 자동화 응용은 학술적인 측면에서는 복잡한 비선형 시스템의 지능제어 (intelligent control)문제에 대한 신선한 해결책을 마련해줄 뿐 아니라 산업자동화라는 막대한 시장을 뒤로 하고 있어 이론에서 실제에 걸쳐 가장 광범위한 파급효과를 가지는 최첨단 기술로 보여진다. 고부가가치 상품을 통한 국제 경쟁력 제고의 차원에서도 정부, 기업 등의 과감한 연구 개발투자가 선행되어야 한다. 특히 이 분야의 연구는 선진국도 최근에 시작한 점으로 보아 정부, 기업이 이에 대한 연구 개발투자를 현명하게 할 경우에 세계적 기술 경쟁력도 확보할 수 있을 것이다. 본 해설에서는 로보트 및 시스템 제어에 관한 기초 이론을 설명하고 신경회로 적용기술을 소개하고 기존 방법과 비교 했을 때의 우월성, 전세계적인 응용연구, 국내외 연구개발 현황, 상업화 가능성, 산업계 응용례, 기술상의 문제점, 향후 전망 등을 다루기로 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권3C호
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• pp.295-301
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• 2010

본 논문에서는 프로펠러를 사용한 전자관악기를 위한 취구의 모델링 방법을 제안한다. 이 방법은 프로펠러의 각속도에 의한 바람의 세기를 계산을 빠르게 하도록 풍속계의 방식을 이용한 것이다. 풍속계의 경우에, 바람의 세기가 프로펠러의 각속도에 비례한다는 속성을 이용하여 바람의 세기를 계산한다. 하지만, 프로펠러의 각속도로부터 기대하는 바람의 세기가 계산되기까지 과도시간이 있기 때문에, 바람의 세기와 프로펠러의 각속도는 일대일대응이 아니다. 이 문제를 개선하기 위하여, 풍속계를 선형 시스템으로 해석하여, 그 시스템의 임펄스 응답과 프로펠러의 각속도를 디컨벌루션하여 바람의 세기를 추정한다. 실험으로 제안된 시스템의 타당성을 입증하기 위하여, 모터와 프로펠러, 엔코더로 구성된 취구 모델을 디자인하였다. 이 방법으로 바람의 세기를 추정한 결과는 이 시스템이 기존의 풍속계의 방법 보다 8배 빠른 시스템을 보여주었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.640-647
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• 2007

본 논문은 유전알고리즘을 기초로 한 휴머노이드 로봇의 관절 제어에 관한 논문이다. 휴머노이드 로봇은 지면에 고정된 시스템이 아니기 때문에 기본적으로 불안정성을 내포하고 있다. 게다가 각 관절의 비선형성은 로봇의 안정성에 악영향을 미친다. 이에 만약 둘 중 하나라도 안정하지 못하면 로봇은 보행 중에 넘어지게 될 것이므로, 휴머노이드 로봇의 안정성을 확보하기 위해서는 이 두 가지가 모두 고려되어야 할 것이다. 이에 본 논문에서는 보행 안정성을 확보하기 위해 이 두 가지 문제 중에 로봇의 비선형성을 제거하면서 로봇이 주어진 궤적을 잘 추종하여 제어할 수 있는 제어기를 제안하였다. 이 제어기는 퍼지-슬라이딩 모드 제어기를 기본으로 하고 있으면서 모션 제어기가 첨가되어 있다. 그리고 이때 이러한 제어 이득값을 유전알고리즘을 통해 추종함으로써 보다 정밀한 제어가 가능하도록 하여 휴머노이드 로봇이 보다 안정적으로 보행할 수 있도록 하였다. 이 모든 과정은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.