자연계에서 존재하는 다양한 생명체는 자신들의 생존과 종의 번성을 위해 효율적인 행동 규칙을 만들어 진화해 왔다. 이러한 생명체의 다양한 생존원리로부터 착안을 하여 자연계가 아닌 다른 환경에서 적용이 가능하도록 알고리즘을 만들어 적용시키는 것을 생체모방 알고리즘이라 한다. 자연계의 환경자체가 불확실한 변화가 다양하게 포함되고 있으며, 제한된 자원 환경을 어떻게 효율적으로 활용하는가의 문제가 걸려 있음으로 인하여 이러한 생체모방 알고리즘은 적용환경의 변환에 빠른 적응력을 제공할 수 있고, 자원 제약형 환경에서 안정적으로 확장성과 적응성을 제공할 수 있어서 상호 운용성 측면에서 많은 이득을 줄 수 있다. 이와 같은 생체모방 알고리즘을 네트워크의 관점에서 적용시켜 보면, 전자의 경우에는 자율적인 네트워크 구성을 용이하게 제공할 수 있음을 나타내고, 후자의 경우에는 IoT 환경과 같은 자원 제약형 환경에서의 상호 운용성을 제공할 수 있다. 이렇듯이 생체모방 알고리즘을 네트워크에 접목시켜 연구하는 것은 최근의 네트워크 분야의 연구 이슈와 상호 보완적으로 작용하여 시너지 효과를 제공할 수 있다. 자연계의 군집 현상 및 동기화 현상을 네트워크 환경에서 적용하여 사용할 수 있는 생체모방 알고리즘 기술은 다양하게 존재하고 있으며 이를 활용하는 연구를 통해 SDN(Software Defined Networking)에서의 자율제어 네트워크 구성에 접목하거나 IoT 환경과 같은 자원 제약형 환경에서의 보다 효율적인 상호 연결성을 제공하는 방향으로 발전할 수 있다. 이러한 생체모방 자율제어 네트워크 환경 구현을 위해 기존의 OpenFlow 환경과 새로이 부각되는 P4: Programming Protocol-Independent Packet Processors 기술에 대해서 정리하여 향후 생체모방 자율제어 네트워크 구현 방안을 제시하고자 한다.
최근 급변하는 농촌인구 감소와 고령화로 인한 농업농촌의 경쟁력 향상을 위해 농업에 정보통신기술(ICT)을 접목한 스마트 팜 기술개발이 추진되고 있다. 현재 농촌진흥청에서는 한국형 스마트 팜 ICT 기자재 표준규격을 개발하고 단체 표준을 제정하고 있다. 개발된 시설원예용 기자재 중 센서 13종, 구동기 9종 그리고 환경제어용 3종 등 총 25종의 표준규격에 대한 검정이 요구되어, 표준규격 부합 여부를 객관적으로 확인하기 위한 검인증 체계 구축을 필요로 하게 되었으며 본 연구에서는 표준규격이 설정된 기자재에 대한 검인증방법과 계측시스템을 구성하여 검인증체계를 구축하고자 하였다. 센서 13종 중 온도센서는 비교시험을 하기위해 기준 온도센서가 정밀도는 $0.01^{\circ}C$, 정확도는 ${\pm}0.01^{\circ}C$를 갖는 것으로 선정하고 항온조는 작동범위가 온도는 $(-)50{\sim}(+)120^{\circ}C$, 습도는 (30 ~ 98)%R.H.로 조절이 되는 구조의 것으로 구성하여 기준센서와 오차정도를 산출하는 방법으로 실시할 것이며, 센서 인터페이스 등 구조는 T.T.A. 단체 표준에 적합여부를 확인하여 적합성 여부를 판단하고 현재까지 센서 13종과 구동기 9종에 대한 검정방법 제정을 추진하고 있다. 지금까지는 스마트 팜 중 시설원예용 기자재 표준규격 부합여부를 확인하는 수준이지만 향후 개별 성능확인 호환성 확인시험방법을 추가하여 고도화를 추진 하고자 한다.
차종별 교통량 자료는 도로의 운영, 제어, 유지관리 계획 수립 및 과적차량 단속에도 매우 중요한 자료이다. 본 논문에서는 축검지 센서를 차량 진행방향에 대해서 경사지게 설치하고 이를 통해서 얻어지는 자료를 활용하여 차종분류 알고리즘을 개발하였다. 새로운 개발한 차종분류 알고리즘에서는 2축 차량에서 후륜 차량바퀴의 복륜 여부를 새로운 분류변수로 설정하였다. 분석대상이 차량은 1,878대로 CCTV를 활용하여 기록했으며 인력식 조사를 통하여 복륜여부와 차종을 구분하였다. 계측된 차량바퀴 접지면의 대각선 길이 성분의 크기를 입력 자료로 활용한 판별분석을 통하여 후륜바퀴가 복륜인지 단륜인지를 구분하였다. 복륜 여부만을 이용하여 차종분류를 했을 때, 차종분류의 정확도는 1종에 속하는 차량의 경우는 96.92%, 3종에 속하는 차량에서는 82.91% 그리고 4종에 속하는 차량에서는 79.13%에 이르는 것으로 분석되었다.
본 논문에서는 먼저 델타연산자 접근법과 섭동기법을 소개하였다. 전자는 수치연산에 있어서 round-off error를 줄여주고 후자는 시스템을 빠른 종속시스템과 느린 종속시스템으로 분리하여 연산시간을 줄여준다. 항공기의 동력학은 종방향 혹은 횡방향 모두 장주기(Phugoid)와 단주기 운동을 동시에 보여준다. 여기서는 경비행기 Beaver의 횡방향 모델에 섬동기법과 델타접슨법을 적용하여 얻는 근사치 해를 정확한 해와 비교하였다. 그 겨로가 개루프 시스템의 경우는 단 한번의 iteration을 시행하여 얻은 근사치 해가 정확한 해와 일치했고, 페루프 시스템의 경우는 iteration없이도 근사치 값이 정확한 해와 일치하였다. 이로써 제안된 방법들의 적용이 항공기 동력학 및 제어에 있어서 매우 유효함이 검증되었다.
본 논문에서는 회전익 무인항공기의 조종성 평가를 수행하기 위한 가상모의시험용 프로그램을 MATLAB GUIDE(Graphic User Interface Development Environment)를 활용하여 개발하였다. ADS-33E에 기반을 둔 조종성 평가 프로그램은 비행제어시스템을 개발하고 조종성을 평가하는 데에 있어 시간과 비용을 경감시킬 수 있을 것으로 사료된다. 또한, Linear Quadratic Regulator(LQR)기반의 Linear Quadratic Tracker with Integrator(LQTI) 자세제어기를 BO-105C 회전익 항공기에 적용하여 조종성을 평가하고 Q와 R의 가중치에 따른 조종성에 대한 경향을 분석하였다.
본 논문에서는 불규칙 선수파랑 조건에서 선박계류시스템의 전후동요를 억제하는 연구를 수행하였다. 두점식 계류시스템은 비선형복원력의 특성으로 인하여 규칙파 조건에서도 강한 비선형 응답 특성을 보인다. 종방향 불규칙 장파가 외란으로 선박계류시스템에 작용하게 되면 규칙파 외력이 입사하는 경우보다 변위와 속도에서 더욱 복잡한 비선형 거동이 발생한다. 계의 종동요 변위와 속도를 동시에 억제하기 위하여 슬라이딩모드 제어법(SMC)을 적용하였다. SMC는 매개변수의 불확실성 및 외란에 대한 강인성을 갖는 폐루프 시스템을 제공하지만, 채터링은 이 제어법을 사용할 때 큰 단점이 된다. 본 연구에서는 준 슬라이딩모드의 시그모이드 함수를 이용하여 불규칙 해양파의 외란 조건에서 채터링을 줄이고. 수렴의 정확성에 도달하는 목표를 달성하였다. 제어법의 유효성은 수치시뮬레이션을 통해 증명하였다.
본 논문에서는, 차량 섀시 제어시스템 중 ACC(Adaptive Cruise Control)와 LKS(Lane Keeping System)를 통합하여 차량용 OS인 OSEK OS 기반으로 구현하고 실험을 통하여 그 성능을 분석한다. 최근 자동차의 안전성을 향상시키기 위해 능동 안전 및 운전자 지원 시스템이 논의 되고 있다. 그 중 차량의 종방향에 대한 가감속 제어를 수행하는 ACC와 차량이 차선을 유지할 수 있도록 보조해주는 LKS를 통합하여 차량 내 제어시스템을 구현한다. 구현한 제어시스템은 차량용 소프트웨어의 재사용성과 안전성 및 응용 소프트웨어의 하드웨어 의존성 제거 등을 목표로 표준 제안된 OSEK/VDX를 적용한다. OSEK/VDX에서 지원하는 OSEK OS를 기반으로 재설계한 제어시스템은 실시간 태스크 관리와 인터럽트 처리 및 공유자원 관리가 가능하다. EILS(ECU-In-the-Loop Simulation) 수행 결과에 의해 OSEK OS 기반의 ACC/LKS 통합제어기와 기존 일체형 펌웨어로 구현한 ACC/LKS 통합제어기가 대등함을 입증한다.
This paper presents the fault detection and diagnosis(FDD) algorithm to enhance reliability of a longitudinal controller for an autonomous All-Terrain Vehicle(ATV). The FDD is designed to monitor and identify faults which may occur in distributed hardware used for longitudinal control, e.g., DSPs, CAN, sensors, and actuators. The proposed FDD is an integrated approach of decentralized and centralized FDD. While the former is processed in a DSP and suitable to detect faults in a single hardware, it is sensitive to noise and disturbance. On the other hand, the latter is performed via communication and it detects and diagnoses faults through analyzing concurrent performances of multiple hardware modules, but it is limited to isolate faults specifically in terms of components in the single hardware. To compensate for disadvantages of each FDD approach, two layered structure including both decentralized and centralized FDD is proposed and it allows us to make more robust fault detection and more specific fault isolation. The effectiveness of the proposed method will be validated experimentally.
드론 제어를 위한 C대역 무지향성 안테나는 드론의 상부 또는 하부에 장착되어 통신링크를 구성하기 위해 사용된다. 통신링크는 무지향성 안테나 장착위치에 따라 LOS(: Line Of Sight)의 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 드론 탑재를 위한 내장형 안테나 2종을 상용 시뮬레이션 툴인 CST MWS로 설계하고, 장착 환경을 고려한 EM(: Electro Magnetic) 해석을 수행하였다. 또한, 다수의 드론을 제어하기 위한 PTMP(: Point To Multi Point) 지상안테나를 제안하였다. 지상안테나는 30km의 통신반경을 갖기 위해 수평방향으로 4개의 섹터안테나와 상부에 1개의 지향성안테나로 구성하였다.
본 논문에서는 양시등급 항공기 동력학에서 빠른 종속시스템의 극점들을 그대로 둔 채 느린 종속시스템의 극점만을 재배치함으로써 페루프의 근사치 해를 획득하는 방법이 제안되었다. 행렬대각화를 통하여 얻어지는 이러한 근사치 해는 수정된 것과 수정되지 않은 것 두 종류로 구분된다. 이들의 차이는 전자의 경우 오차가 $O({\varepsilon})$이며 후자의 경우는 오차가 $O({\varepsilon}^2)$이다. 두 가지 해는 모두 감소해이지만 충분한 견실성을 보여준다. 제안된 기법의 우수성은 항공기 종방향 운동 모델의 시뮬레이션을 통하여 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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