• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 D
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• pp.758-760
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• 2000

본 논문에서는 기구적으로 여유자유도를 갖는 로봇 매니퓰레이터 시스템을 대상으로 하여, 로봇 랜드가 주어진 제적을 추종할 수 있는 관절 토크를 유도하기 위한 동적제어 식을 새로이 구성하고, 동적제어식을 만족하는 관절 토크 해들 중에 국소적으로 토크의 크기를 최적화하는 해를 사용하는 최적토크제어를 제안한다. 최적토크를 구하는 문제에 있어 관절 토크에 가중치 행렬을 적용하여 각 관절 토크의 최대 크기의 비를 반영할 수 있도록 한다. 또한, 로봇 핸드 자코비안-관성 역행렬의 영공간에서 나타나는 영공간 관절 속도를 정의하고 이러한 영공간 관절속도가 최적토크제어에서는 로봇 시스템을 불안정하게 할 수 있다는 것을 보인다. 최적토크 제어의 이러한 문제를 해결하기 위하여 영공간 관절 속도를 제거하기 위한 소산토크를 유도하고, 최적토크제어식에 소산토크를 추가하는 방법을 제안한다. 평면형 3-자유도 로봇을 대상으로 한 모의실험을 통해 제안된 제어 방법의 우수성을 검증하고 그 결과를 분석한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권12호
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• pp.1433-1441
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• 2009

In multibody dynamic analysis, one of the most important problems is to reduce computation times for real-time simulation. This paper presents the derivation procedure of equations of motion of a 6${\times}$6 autonomous vehicle in terms of chassis local coordinates which do not require coordinates transformation matrix to enhance efficiency for real-time dynamic analysis. Also, equations of motion are derived using the VT(velocity transformation) technique and symbolic computation method coded by MATLAB. The Jacobian matrix of the equations of motion of a system is derived from symbolic operations to apply the implicit integration method. The analysis results were compared with ADAMS results to verify the accuracy and approve the feasibility of real time analysis.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.53-61
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• 1998

본 논문에서는 넓은 범위의 비선형 시스템들을 잘 표현할 수 있는 TSK(Takagai Sugeno Kang) 퍼지 시스템의 평형점의 지역 안정도를 해석하는 방법을 제시한다. TSK퍼지 모델은 TSK퍼지 규칙들로 구성되며, 각 규칙의 결론부는 상수항을 갖는 선형 입출력 방정식이다. TSK퍼지모델은 다수의평형점을 가질수 있으며, 각 평형점은 안정도에 있어서 역시 서로 단른 특징을 가질수 있다. 평형점의 지역 안정도는 평형점 부근에서 TSK퍼지 모델의 선형화로 얻어지는 자코비안 행렬의 교유치에 의해 결정된다. 본 논문에서는 연속시간 및 이산시간 시스템에 대한 안정도 해석을 위한 방법이 각각 제시된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.768-773
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• 2010

본 논문에서는 도립진자 시스템을 이용한 최적 상태 되먹임 제어기 설계 및 성능 검증을 소개한다. 제안하고 있는 최적 상태 되먹임 제어기는 최적제어 이론을 기반으로 입력크기와 응답성능의 최적값을 고려하였고 뿐만 아니라, 적분제어기법을 도입함으로써 정상상태오차를 줄이도록 하였다. 실험에 사용된 도립진자 시스템은 (주)셈웨어의 PC기반 CEM-IP-01으로써 제안된 제어기를 적용한다. 마지막으로 제안된 제어기와 일반 상태 되먹임 제어기를 모의실험과 실험을 통하여 비교함으로써 제안된 제어기의 성능을 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권5호
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• pp.405-412
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• 2015

본 논문은 회전안정성을 갖는 탄도수정탄의 대기속도 추정을 위한 필터 설계에 대하여 설명한다. 대상 시스템은 운용상의 제약(공간, 파워)으로 인하여, 대기속도 측정을 위한 센서를 사용할 수 없다. 따라서 한정된 센서를 이용한 대기속도 추정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 IMU(가속도계, 자이로)에서 측정하는 3축 가속도와 각속도 데이터만 이용하여, 대기속도 추정을 위한 필터를 설계하였다. 대상 시스템의 경우, 넓은 속도, 고도의 운용범위를 커버하기 위한 추정 필터가 필요하므로 본 연구에서는 확장 칼만필터를 설계하여 기존의 연구와의 차별성을 두었다. 확장 칼만필터 설계를 위한 자코비안 행렬은 NRF(No-roll frame)에서의 간략화된 선형모델을 이용하여 구성하였다. 최종적으로 센서 오차와 바람 모델을 포함한 시뮬레이션을 통해 그 성능을 검토하였다. 이때, 시뮬레이션은 설계한 대기속도와 각속도 모델 오차의 영향을 분석하기 위하여 네 가지 경우의 프로세스 공분산 행렬 값에 대한 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권10호
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• pp.1261-1267
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• 2013

다물체 기계시스템에서 핀조인트나 병진조인트 같은 저자유도 조인트는 고자유도 조인트보다 훨씬 빈번하게 사용된다. 저자유도 조인트에 대한 기구학적 구속조건식을 효율적이고 체계적으로 공식화하기 위해, 본 논문은 구속조건식을 표현하는 새로운 접근방법으로 파라메트릭 일반좌표를 이용한다. 제안된 방법에서는 직교좌표와 파라메트릭 일반좌표를 혼합하여 조인트 구속조건을 생성하는데, 이는 구속조건에 대한 자코비안과 같은 구속조건 편미분행렬을 매우 간단하게 표현되도록 하므로써 공식의 복잡성과 계산시간을 단축시킨다. 제안된 방법은 암시적 적분기를 바탕으로 실린더-크랭크시스템에서 검증되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권3호
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• pp.237-245
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• 2008

우리는 해저 연약지반 주행차량과 주행차량의 상부에 결합되어 있는 유연관의 연성거동 동력학 해석 기법을 개발하였다. 연약지반 주행차량은 1개의 강체로 모델링되었으며, 질량집중매개변수 기법을 이용한 이산화기법을 적용하여 유연관을 모델링하였다. 강체 무한궤도 주행차량의 운동방정식과 유연관의 3차원 비선형 지배방정식을 결합시켰으며, 4개의 오일러 매개변수를 이용하여 주행차량과 유연관의 자세를 표현하였다. 주행차량과 유연관의 비선형 연성거동 동력학 방정식의 해를 구하기 위해, 증분-반복법을 이용하였다. 시간영역 수치적분을 위해 $Newmark-\beta$기법을 이용하였다. 증분-반복법을 적용하여 연성 운동방정식에 대한 자코비안 행렬을 유도하였다. 동적거동 동력학 해석 기법을 통해 유연관의 동적거동과 연약지반 위를 주행하는 무한궤도 차량의 동적거동 사이의 상호작용을 시간영역에서의 관찰하였다.

• 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.