• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.302-306
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• 2011

본 논문은 무인 잠수정(Autonomous underwater vehicles: AUVs)의 심도 제어를 위한 타카키-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 제어기를 제안한다. Sector nonlinearity 기법을 통해 주어진 비선형 무인 잠수정은 T-S 퍼지 모델로 표현된다. 리아푸노프(Lyapunov) 함수를 이용하여 무인 잠수정의 심도 제어 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(Linear matrix inequality: LMI) 형태의 제어기 설계 조건을 유도한다. 모의 실험을 통해 제안된 기법의 심도 제어 성능을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1944-1945
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• 2011

본 논문은 심도각 범위를 고려한 무인 잠수정(autonomous underwater vehicles: AUVs)의 타카키-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 강인 심도 제어기의 설계 기법을 제안한다. 무인 잠수정의 비선형 시스템은 Sector nonlinearity 기법을 이용하여 T-S 퍼지 시스템으로 모델링된다. 리아푸노프(Lyapunov) 함수를 이용하여 무인 잠수정의 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(Linear matrix inequality: LMI) 형태의 강인 제어기 설계 조건은 유도된다. 또한 무인 잠수정의 심도각 범위를 고려하여 입력 및 출력에 제한 조건을 포함한다. 모의 실험을 통해 제안된 기법의 심도 제어 성능을 검증한다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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• pp.229-230
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• 2006

해상플랫폼설치가 불가능한 심해지역이나 파도가 심한 해상에서 원유를 발굴하는 선박형태의 시추설비인데, 심해에서의 시추능력은 물론 기동성까지 겸비한 고부가치선으로서 최근 고(高)유가에 따라 발주가 늘어나고 있는 해양분야의 대표적인 성장엔진으로, 파도와 바람이 심한 해상에서도 안정적 시추가 가능한 최첨단 자동위치 제어시스템, 드릴링장비, 통합제어시스템 등, 드릴쉽이 갖추고 있는 시스템에 대해 간단히 설명한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제10권4호
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• pp.118-127
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• 1993

A nonlinear control design method called the QJQG/LTR method is presented for the depth control of underwater vehicles with the deadzone of the flow control valve. And, it is shown how the design plant model can be formulated in the QLQG/LTR depth control system design for underwater vehicles which have the triple integrator. In order to show the effectiveness of this control system, the linear LQG/LTR control system neglected the deadzone effect and the nonlinear QLQG/LTR control system considered it are compared. It is found that the QLQG/LTR control system is relatively insensitive to the input magnitude, even if there exists a hard nonlinearity in the plant.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권6호
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• pp.447-452
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• 2008

본 연구에서는 만타형 수중운동체의 수평 및 수직 방향에 대한 자동제어 및 충돌회피 시스템을 확립하였다. PID 제어이론, 퍼지 추론 등이 적용되었으며, 시뮬레이션에 사용된 6자유도 운동 방정식은 이론계산과 구속모형 시험에 의하여 확립하였다. PID제어에 의한 심도제어 결과가 제시되었으며, UUV의 충돌 위험도는 가상 소나 시스템을 이용한 퍼지 추론으로 추정하였다. 이를 이용하여 만타형 수중운동체의 심도제어 시스템 및 충돌회피 시뮬레이션 시스템이 개발되었다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.510-515
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• 1993

본 연구에서는 저속에서도 시스템의 자세 제어가 용이하게 하기 위하여 추진기 뒤에 제어판이 위치하도록 설계하였으며, 일반 서보 시스템과는 달리 무게와 공간 제약이 크고, 제어판 운동에 따른 외란 등록성의 변화가 심하므로 push-pull 형태의 소형, 고출력 편로드 복동 복수 실린더의 작동기를 설계하였다. 또한 일반적으로 서보밸브와 작동기는 일체형으로 설계되나 본 시스템의 공간상 심한 제약으로 인하여 서보밸브와 작동기를 분리하는 방법으로 구조설계를 하고 그 사이 유로는 매니폴드식으로 하여 동력전달을 하였다. 설계된 구동장치를 실제 정밀제작하여 실험을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과와 실험에 의하여 얻어진 결과를 비교 분석하여 설계의 타당성 및 시스템의 성능을 검증하였다. 고속 수중운동체에 대하여 저속에서 자세제어를 용이하게 하고, 제한된 좁은 설치공간의 문제점을 해결하기 위하여 1) 추진기 후미에 독립된 4개의 상, 하, 좌, 우 제어판 설치 2) 서보밸브는 몸체에, 작동기는 Tail Tube에 분리 작동 설계 3) 소형의 편로드 복동 복수 실린더로 설계 구성된 유압식 구동장치는 시뮬레이션과 실험 결과를 통하여 시스템의 타당성을 입증하였다. 그러므로, 개발한 구동장치는 저속에서도 큰 제어력으로 자세 제어가 용이하기 때문에 얕은 수심에서 발사시 예상되는 위험 요소를 상다ㅇ 개선 시키므로써 운용범위의 다양화를 가져 올것으로 기대된다.

• 한국해양공학회지
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• 제12권2호통권28호
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• pp.130-138
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• 1998

본 논문은 AUV의 수직면 운동제어를 수행하기 위하여 의사 슬라이딩 모드 제어기를 이용한 모델링 기법과 제어기 설계법에 관한 것으로서, 샘플링 간격이 길어지는 경우에도 시스템의 강인성이 확보되며 심도 제어가 안정적으로 수행되는 실용성을 실험과 수치 해석을 통하여 검증하였다. 제어기는 참고문헌에서 제안한 방법을 이용하였으며, 한국기계연구원 선박해양공학연구센터(KRISO)에서 개발한 VORAM호를 제어 대상 AUV로 선정하였다. PMM 시험으로 얻어진 운동 계수를 이용하여 수치 해석을 수행하였으며, KRISO의 장수조에서 실험을 수행하였다. 수치 해석과 실험 결과로부터 샘플링이 길어짐에 따라 의사 슬라이딩 모드 제어기는 연속계에 대한 슬라이딩 모드 제어기에서 발생하는 과도한 채터링 및 불안정성을 보이지 않았으며, 시스템의 안정성이 확보되고 불확실성에 대하여 강인한 제어 성능을 보였다. 또한, 본 논문에서는 수치 해석과 실험 결과를 근거로 의사 슬라이딩 모드 제어기의 설계를 위한 제어 변수의 선정 기준을 제시하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.482-487
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• 2008

침수의 경우에, 수중 비행체(UFV : Underwater Flight Vehicle)는 발라스트 탱크들의 내부를 고압 공기로 비워 내어 부상을 수행한다. 동시에, 침수와 부상 순차에 의한 오버슈트 심도를 감소시키기 위해서 제어판과 추진기를 병행하여 사용한다. 그런데, 기존의 전체 고압 공기 blow-off 방법은 가벼운 침수일지라도 부상 후에는 몸체를 수면에 드러나게 한다. 이는 불필요한 임무 실패 또는 몸체 노출의 결과를 가져온다. 따라서, 부상 제어에 의해 오버슈트 심도를 감소시킴과 동시에 몸체를 수면 근처에 유지시키는 것이 필요하다. 이 문제를 해결하기 위해서 심도 제어에 있어서의 전문가 지식을 확장하는 분해법 및 FBFE(Fuzzy Basis Function Expansion)을 사용하는 적응법에 기초한 적응 부상 제어 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 UFV 부상 제어가 수행되었다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 UFV 부상제어 시스템에 존재하는 문제점들을 온라인으로 효과적으로 해결하고 있음을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.342-349
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• 1991

본 논문에서는 동작점에서 근사적인 선형화를 할수 없는 심한 비선형성을 갖는 시스템에 대하여 추종 및 외란제거 제어기의 설계방법을 제안한다. 제어기 합성에는 관측가능한 양만이 사용된다. 추종성과 외란의 제거가 가능하도록 시스템의 출력단에 보상기를 추가하여 비선형성을 제외한 전체 시스템에 시간지연 출력궤환제어를 사용하며, 기술함수방법을 사용하여 출력이 정격내의 값이 되도록 궤환매개변수를 선택하여 비선형성의 난점을 극복한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.2135-2139
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• 2007

현재 한국농촌공사에서는 농업용수의 효율적인 관리를 위하여 물관리자동화사업을 시행하고 약 8만ha를 대상으로 418개의 수리시설을 전동화하였다. 물관리자동화사업에서의 물관리는 공급자 위주로서 이미 결정되어진 물의 양을 시기에 따라 적절하게 공급하여 주며 이를 계측하고 제어하기 위한 시설이다. 그러나 현재 실제로 물관리가 일어나는 곳을 말단포장으로서 급수물꼬의 개폐에 따라 농업용수의 공급과 단절이 이루어지고 있다. 이러한 사실에 착안하여 본 연구에서는 급수물꼬를 논의 담수심에 따라 자동으로 개폐시키는 자동물꼬, 논의 담수심과 수로의 유황상황을 체크하여 정보전달을 수행하는 수로수위측정 및 담수심 측정장치, 상기의 논과 수로의 유황정보에 의하여 논에 물을 공급하는 태양광 전동수문, 수로의 수위증감에 따라서 수로의 수압을 일정하게 형성시켜 용수공급을 원활하게 해주며 또 기존의 제수문과는 다르게 항상 수위를 일정하게 유지하면서도 하류방향으로 물을 공급해주는 무동력 자동수문을 개발하여 시스템으로서 구성하여 설치하였다. 현재 담수심 측정 및 수로수위측정장치로부터의 정보전달은 무선으로 하며 이 정보를 기초로 하여 태양광 전동수문의 모터제어부에서 판단을 하여 수문의 개폐를 지시한다. 또한 무동력 자동수문의 경우에는 부력부가 별도로 설치되어 있어서 주수부를 통하여 수로내 수위와 같은 레벨로 물이 유입되고 이를 플로트가 감지하여 수문비 후방에 설치되어 있는 밸런스 웨이트를 제어하여 수문을 개폐한다. 본 무동력 자동수문은 수위를 유지하는 설정수심을 자유로이 변경할 수 있도록 주수부를 개량하였으며 부력부에 오물유입이 되지 않도록 스크린을 주수부의 물유입장소에 설치하였다. 현재까지 시스템의 작동상황에 대한 성능은 양호하다. 다만 향후의 문제점으로서 시스템이 설치된 지역과 설치되지 않은 지역과의 용수사용량을 비교분석하는 작업으로 본 시스템의 경제적 효과 및 효율성을 증명할 필요가 있으며 본 시스템의 실용화시 시스템 사용방안에 대해서는 대규모 평야부와 저수지 지구의 물공급특성이 다르기 때문에 이를 감안한 시스템 구성을 할필요가 있다.