• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.21 no.3
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• pp.302-306
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• 2011

This paper presents Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy-model-based controller for depth control of autonomous underwater vehicles(AUVs). Through sector nonlinearity methodology, The nonlinear AUV is represented by T-S fuzzy model. By using the Lyapunov function, the design condition of controller is derived to guarantee the performance of depth control in the format of linear matrix inequality (LMI). An example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed methodology.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2006.06a
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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.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.10 no.4
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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.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.32 no.6
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• pp.447-452
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• 2008

In this paper, the automatic depth control system and the collision avoidance system of the Manta UUV have been established in vertical and horizontal plane. The PID control theory and the Fuzzy theory are adopted in this system. The 6-DOF MMG model had been established by theoretical calculations and captive model test results. The depth control simulation results have been fully presented. The collision risks of the UUV had calculated by the fuzzy theory with the virtual sonar system. Finally, the automatic depth control system and the collision avoidance simulation system of Manta UUV have been fully developed and simulated.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 1993.10a
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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.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.12 no.2 s.28
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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.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.18 no.4
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• pp.482-487
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• 2008

In case of flooding, the underwater flight vehicle (UFV) executes the blowing by blowing ballast tanks off using high pressure air (HPA), while it also uses control planes and a propulsion unit to reduce the overshoot depth caused by a flooding and blowing sequence. However, the conventional whole HPA blow-off method lets the body on the surface after blowing despite slight flooding. This results in the unnecessary mission failure or body exposure. Therefore, it is necessary to keep the body at the near surface by the blowing control while reducing the overshoot depth. To solve this problem, an adaptive blowing control algorithm, which is based on the decomposition method expanding the expert knowledge in depth control and the adaptive method using fuzzy basis function expansion (FBFE), is proposed. To verify the performance of the proposed algorithm, the blowing control of UFV is performed. Simulation results show that the proposed algorithm effectively solves the problems in the UFV blowing control system online.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.16 no.4
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• pp.342-349
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• 1991

In this paper, a method is presented for designing a tracking and disturbance rejecting controller for a nonlinear control system in which approximate linearization is not applicable due to a s stiff nonlinearity. Only the measurable variables are used for the controller synthesis. The system is augmented by a compensator at the output side for the tracking and disturbance rejection. An output delayed feedback controller is designed for the augmented system without nonlinearity. Then the feedback parameters are adjusted by describing function method to overcome the limit cycle due to the nonlinearity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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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.