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주파수역 피드백시스템인식을 이용한 연속시간 제어기 설계 (Continuous-Time Controller Design using Identification of Feedback System in Frequency Domain)

  • 양호석;정유철;이건복
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.664-669
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    • 2001
  • Continuous-time controller design is proposed using feedback system identification in frequency domain. System stability imposed by a new controller is checked in the function of a conventional closed-loop system, instead of a poorly modeled plant due to non-linearity and disturbance as well as unstable components, etc. The stability of the system is evaluated in view of Nyquist stability. All the equations are formulated in the framework of the discrete-time system. Simulation results are shown on the plant with input saturation and DC disturbance.

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바다의 창조행정 VTS 빅 데이터 구축을 위한 기초연구

  • 김봉현;박영수;조경민
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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    • pp.407-410
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    • 2013
  • 2010년대에 들어서며 산업과 행정 등 전반 분야에 있어 주요한 아젠다가 되어 있는 빅 데이터는 산업화를 거쳐 전산화의 장벽까지 넘어선 각 분야에서 혁신적인 데이터 활용을 통해 새로운 가치를 창조하고 있다. RADAR 및 관제설비의 도입으로 고도화된 VTS의 관리 체계는 관제 서버의 구축과 선박의 선박자동식별장치(AIS)의 정착 등 항해설비 발전을 통해 전산의 장벽을 하나씩 거둬가고 있다. 이제는 실시간으로 수집되는 선박 교통 데이터를 통해 해사행정의 새로운 가치 창조를 모색해야 할 시점이다. 따라서 본 연구에서는 예시를 통해 빅 데이터의 개념을 정리하고 해상교통관제를 비롯한 해사행정 전반분야와 해운, 항만, 선박 사업자 전반에게 효율적인 업무 지원을 도모할 수 있는 모델을 제시하고자 하였다. 본 연구결과가 VTS 발전 방안으로 활용되어 제도 개선에 기여할 것으로 기대된다.

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간단한 신경회로망 구조를 갖는 비선형 PID 제어기 (Nonlinear PID Controller with Simple Neural Network Structure)

  • 정경권;김주웅;정성부;김한웅;엄기환
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1998년도 춘계종합학술대회
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    • pp.96-101
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    • 1998
  • 많은 분야에서 널리 사용되고 있는 PID 제어기의 형태는 오차를 갖는 폐루프 시스템으로 구성되며, PID 제어기는 비례, 적분, 미분 제어기로 나누어진다. PID 제어기의 형태가 여러 가지로 제안되고 있지만 보다 중요한 것은 PID 제어기의 파라미터들을 어떻게 적절히 정하느냐 하는 파라미터 조정 문제이다. 실제로 산업 현장에 설치되어 있는 PID 제어기는 대부분 숙련된 기술자에 의해 수동 조작에 의한 시행 착오(trial and error) 법으로 동조되고 있다. 이 경우는 많은 노력과 시간이 소비되고, 외란(disturbance)이 첨가될 경우 적절히 동조된다는 보장도 없다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하고자 신경회로망을 이용하여 PID 제어기의 파라미터를 동조하는 제어 방법을 제안하였다. 단일 뉴런으로 구성하여 구조가 간단하고, 학습에 의한 성능 개선이 가능하다. 오차 역전파(Error Back-Propagation) 알고리즘에 의하여 PID 파라미터가 되는 가중치를 자동 동조하는 방법이다. 제안한 방식의 유용성을 보이기 위해 DC 서보 모터와 비선형 시스템인 단일 관절 매니퓰레이터를 대상으로 시뮬레이션을 하였다.

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X-선 혈관 조영 영상에서 불균일 조명 보정과 Hessian 행렬 고유치를 이용한 심혈관 자동 분할 (Automatic Segmentation of Coronary Vessel in X-ray Angiography using Non-uniform Illumination Correction and Eigenvalue of Hessian Matrix)

  • 김혜련;강미선;김명희
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.414-416
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    • 2012
  • 본 논문에서는 X-선 혈관 조영 영상 내 심혈관의 추출 방법을 제안한다. 본 방법은 불균일 조명 보정 필터를 사용함으로써 X-선 영상 내에서 나타나는 일정하지 않은 contrast, 낮은 명암도 및 불균일 조명 문제를 해결한다. 또한 영상의 지역적인 밝기 값의 변화의 특징을 고려하면서 분할 대상영역의 각 픽셀들의 2 차 미분((second partial derivation)을 행렬의 요소(element)로 갖는 Hessian 행렬의 고유치 (eigenvalue)를 영역확장의 문턱치 결정에 이용하여 전역적인 밝기값(intensity)만을 사용하는 분할의 단점을보완하였다.

복잡한 물체의 기술을 위한 원뿔 표면의 분류 및 임계치 선정 (Cone Surface Classification and Threshold Value Selection for Description of Complex Objects)

  • Cho, Dong-Uk;Kim, Ji-Yeong;Bae, Young-Lae;Ko, Il-Seok
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제11B권3호
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    • pp.297-302
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    • 2004
  • 본 논문에서는 컴퓨터 시각에서 가장 중요한 과제의 하나인 ,3차원 물체의 표현에 대해 원뿔형태의 기술과 표면 분류시 임계치를 자동으로 선정하는 방법에 대해 제안하고자 한다. 기존에 미분기하학에서 사용한 평균 곡률 (H)과 가우스 곡률(K)은 물체의 상당 부분을 차지하고 있는 원뿔표면에 대한 분류가 불가능하였다. 또한 평균 곡률과 가우스 곡률의 부호값에 따른 표면 분류가 실제 거리 영상에 적용시 올바로 분류가 안 되는 문제를 가지고 있었다. 이 논문에서는 기존의 이 같은 두 가지 문제를 해결하기 위해 리지와 벨리의 표면분류로부터 원뿔표면 형태(cone ridge, cone valley)를 분류해 내었다. 즉, 원뿔표면 형태의 경우 H의 값이 일정하고, 원뿔표면 형태의 경우는 H의 값이 다름을 이용하여 원뿔표면 형태를 분류하였다. 아울러 통계적인 관점에서 표면분류 임계치를 선정할 수 있는 방법을 제안하고 실험에 의해 제안한 방법의 유용성을 입증하고자 한다.

풍력 발전 계통의 자기 구조화 적응 퍼지 제어기 설계 (Adaptive self-structuring fuzzy controller of wind energy conversion systems)

  • 박장현
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.151-157
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    • 2013
  • 본 논문은 내재적으로 고도의 비선형 계통인 풍력 발전 계통 (wind energy conversion system, WECS)의 온라인(online) 적응 퍼지 제어기를 제안한다. 풍력 발전기를 실제 운전하기 위해서는 전력 계수 등과 같은 계통 파라메터를 사전에 측정해야 하며 다수의 센서들을 이용하여 풍동에서 실험이 수행되는데 많은 측정 장비와 수많은 실험이 요구되므로 어려움이 따른다. 이러한 단점을 극복하고자 본 논문에서는 제어기의 설계에 퍼지 논리 시스템(fuzzy logic system, FLS)을 도입한다. 제안된 적응 퍼지 제어기는 자기구조화 알고리듬을 채택하여 제어 목적에 부합하는 FLS 파라메터들을 미리 결정할 필요 없이 자동으로 결정이 된다. 기존에 재안된 퍼지 제어 알고리듬에 비해서 본 논문은 자기 구조화 알고리듬을 채택하여 FLS의 구조 자체도 온라인으로 점차 수립하게 된다. 또한 풍속의 미분을 추정하는 미분추정기를 도입하였으며 전체 폐루프 제어계의 리아프노브 안정도를 증명하였다.

지진하중을 받는 강뼈대구조물의 표준단면에 대한 다목적 최적설계 (Multi-Objective Optimization of Steel Frames For Standardized Steel Profiles Under Seismic Loads)

  • 조효남;민대홍;정봉교
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.783-791
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    • 2002
  • 본 논문에서는 지진하중을 받는 강뼈대구조물의 표준단면에 대한 다목적 최적설계 정식화 방법을 제안하였다. 다목적 최적화 문제는 강재중량, 변형에너지, 안전성을 목적함수로 구성하였다. 표준단면제원을 이용한 다목적 최적설계 문제를 효율적으로 해결하기 위하여 전역기준법(Global Criterion Method)을 이용하였다. 실제적인 대형구조물의 다목적 최적설계 문제를 효율적으로 해결하기 위해 전체 구조계와 구조 요소계로 나누는 다단계 알고리즘을 적용하였고 자동미분을 이용하여 매개변수에 대한 민감도해석을 이용한 근사재해석 기법을 사용하였다. 또한 전체 구조계와 구조 요소계의 연결을 위해 표준단면을 이용하여 단면 2차 모멘트와 단면적, 단면상수와의 관계를 희귀분석 하였다. 수치해석 결과 안정성을 고려한 강 뼈대 구조물의 최적설계 방법은 기존의 방법보다 합리적인 설계를 유도할 것으로 기대된다.

다수 무인항공기의 자동 편대비행 시험 (Autonomous Formation Flight Tests of Multiple UAVs)

  • 송용규;허창환;이상준;김정한
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.264-273
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    • 2010
  • 본 연구에서는 무인항공기의 편대비행을 위해서 먼저 단일 무인항공기의 기본적인 자세제어, 고도제어를 포함하는 유도제어시스템을 설계 제작하여 검증하고, 이 시스템을 바탕으로 먼저 선도기의 위치 정보를 이용하여 선도기와 추종기간의 앞뒤거리와 좌우 거리를 피드백하여 비례미분제어한 결과를 보여준다. 보다 안정적이고 성능이 우수한 편대 비행을 위하여 선도기의 위치와 자세 정보를 이용하여 추종기가 따라가야할 가상경로점을 실시간으로 계산하고 이를 바탕으로하여 추종기가 따라가도록 유도 명령을 생성하여 비행제어를 하고, 또한 선도기의 롤명령정보를 추종기의 최종 유도명령에 추가하여 편대 비행 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 이러한 과정은 여러 가지 경우에 대한 비행시험 결과를 분석하여 알고리즘을 점차 개선하는 방식을 취했으며 다소 실험적인 방식으로 최종 편대비행 알고리즘을 확립하였다. 최종적으로 채택한 기법을 이용하여 3대의 무인항 공기를 자동비행 상태에서 편대 비행을 수행한 결과를 보여준다.

ECG 심박수의 자동 추출법에 관한 연구 (A Study on Auti-extraction Methods of Heart Rate from ECG)

  • 조은석;차샘;이상식;이기영
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.23-29
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    • 2009
  • 심박수는 심장이 혈액을 전신에 보낼 때에 고동치는 속도, 즉 매 분당 박동수를 말하 며 성인남자의 경우 보통 1분동안 60~80회가 정상적이다. 심박수가 정상보다 적으면 서맥, 많으면 빈맥이라 하며 이 경우 여러 가지 질병에 걸릴 수 있으며 상황에 따라 사망에 이르기까지도 한다. 따라서 심박수는 건강한 생활에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 ECG를 통하여 심박수를 자동 추출하는 방법에 관하여 연구하였다. 육안으로 측정한 심박수를 기준으로 첫째 ECG를 2차 미분을 이용하여 심박수를 추출하는 방법과 자기상관함수를 이용하여 심박수를 추출한 방법으로 구한 심박수를 비교하여 고찰 하였다. 실험 데이터는 MIT/BIH Database를 이용하였다.

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가설적 모델의 기계학습을 이용한 연속시간 동적시스템 모델링 프레임워크 (Modeling Framework for Continuous Dynamic Systems Using Machine Learning of Hypothetical Model)

  • 송해상;김탁곤
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제32권1호
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    • pp.13-21
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    • 2023
  • 본 논문은 실제 시스템의 빅데이터가 확보되었고 시스템에 대한 정보를 일부 알고 있을 때 파라미터를 가진 그레이박스 혹은 블랙박스 형태의 가설모델을 설정하고 기계학습을 통해 모델을 자동 생성하는 기법을 제안하였다. 제안된 프레임워크를 구현하고 다양한 가설모델에 대한 실험을 통해 학습된 모델의 정합도와 가설모델의 학습에 소요되는 비용에 대해 분석하였다. 실험결과 제안된 가설모델 기반 기계학습 기법으로 상미분방정식으로 기술될 수 있은 연속시스템의 그레이박스 혹은 화이트 박스 가설모델과 주어진 빅데이터를 이용하여 모델링을 했을 때 상당히 좋은 성능과 정확도를 보인 모델을 찾아낼 수 있음을 확인하였다. 이 기법은 최근 생성된 빅데이터를 이용하여 디지털트윈 모델의 일치성을 자동 갱신하거나 새로운 입력에 대한 출력을 예측하는 목적으로도 잘 활용될 수 있을 것으로 기대된다.