드론이나 이동형 촬영장비에 장착된 카메라로부터 깨끗하고 안정된 영상을 획득하기 위해서는 짐벌시스템의 안정화기 설계가 필요하다. 짐벌시스템은 카메라 모듈을 지지하는 구조와 외부로 부터의 진동을 차단하면서 정확한 각도를 추종하는 안정화기로 구성된다. 이동형 촬영장비나, 비행중인 드론에는 매우 다양한 주파수 성분의 진동이 발생되는데, 이러한 진동을 제어하기 위하여 6자유도 운동방정식을 유도하고, 이 중에서 본 논문에서는 일반적으로 rolling, pitching, yawing 운동에 대해서는 PID 제어기를 사용하여 안정화를 제어하기만, 카메라종류나 짐벌시스템 구조가 바뀔 때 마다 PID 파라미터를 변경해야 되는 경우가 빈번하다. 본 논문에서는 이런 문제점을 개선하기 새로이 제기된 제어 기법인 지적 PID(intelligent PID) 제어를 통하여 진동제어를 수행하여 짐벌시스템의 안정화를 위한 제어기법을 제안하고자 한다.
본 논문은 일반적이 가진 시스템의 설계에 있어서 입력에 대한 추종과 비주기적인 외란이 발생하였을 때 주어진 입력을 추종하는 성능과 인가된 외란에 강인성을 가지도록 시스템을 설계하여야 한다. 이러한 제어기 설계에 가장 많이 이용되는 제어기가 PID 제어기이다. 본 논문에서는 일반적으로 널리 사용되고 있는 PID 제어기와 본 논문에서 비교하고자 하는 지적-PID(intelligent PID control) 제어기에 관하여 비교하였다. 이러한 제어기의 성능 검증을 통하여 가진기 시뮬레이터의 주 제어기로 사용하고자 한다.
본 논문은 드론 같은 움직임이 불규칙한 환경에서 깨끗하고 안정된 입체영상을 촬영하기 위해서는 드론용 짐벌 시스템 제어 안정화기 설계가 필요하다. 짐벌 시스템은 카메라 모듈을 지지하는 구조와 외부로 부터의 진동을 차단하면서 정확한 각도를 추종하는 센서 등으로 구성된다. 움직임이 불규칙한 촬영장비나, 비행중인 드론에는 매우 다양한 주파수 성분의 진동의 발생으로 인해 안정된 영상물을 촬영하기에 어려움이 많다. 이러한 다양한 주파수 성분의 진동을 제어하기 위해 일반적으로 rolling-pitching-yawing 운동에 대하여 일반적인 PID 제어기를 설계하여 안정적으로 제어하지만, 드론용 짐벌시스템 구조가 변경되거나 시스템 일부 요소가 변경되게 되면 기존에 설계된 PID 제어 파라미터를 재조정을 해야 되는 경우가 빈번하게 있다. 이런 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서 제기된 제어 기법인 지적 PID제어를 통하여 움직임과 짐벌시스템의 진동제어를 수행하여 외부 환경의 변화에 강인한 제어기법을 제시하고자 한다.
This paper is concerned with applicability of intelligent PID controller which is proposed by Fliss and Join recently. First, we analyze the stability regions of intelligent PID control systems when parameter α is varying, and propose a new method to determine the suitable range of α by using the roots locus. Second, the simulation study of magneto-rheological (MR) damper to the structural vibrations due to earthquakes is presented to verify the effectiveness of the intelligent PID control method.
라인 트레이서의 기본적인 목표는 주어진 주행선을 센서로 검출하여 목적 위치까지 정확하고 빠르게 이동하는 것이다. 이를 응용하여 현재 무인 운송 차량, 레이저 절단기, 자율이동 및 주행이 가능한 무인 로봇 등 여러 분야에 활용되고 있고, 응용에 따라 많은 발전의 가능성을 가진 분야로 여러 대학교에서 매년 대회를 개최하고 있다. 하지만, 하드웨어적인 설계와 제어방식에 따라 주행 성능에 많은 차이가 생긴다. 본 논문에서는 라인트레이서의 특성을 향상시키고자 지적 PID를 적용한 제어기를 설계하여 시스템의 특성을 향상시키는 방안을 강구하고자 한다.
자동전압조정장치(AVR)의 종류는 Analog Type과 Digital Type으로 나눌 수 있다. 브러쉬리스형의 동기발전기의 자동전압조정장치는 전 부하에 대하여 전압변동을 작게 하여야 한다. 일반적인 제어기법으로는 PID 제어방식이 일반적으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 제어대상의 파라미터변동에 대하여 제어기의 파라미터를 재설정 하지 않는 iPID(intelligent PID:지적 PID)제어기를 이용하여 동기발전기 Digital 자동전압조정장치(AVR)에 적용하여 전부하시에도 전압변동이 작고, 속응성이 향상된 제어기를 연구 하였다.
This paper is concerned with applicability of two-degree-of-freedom controllers to the recently suggested i-PID controllers, in which unknown parts of the plant are taken into account without any modeling procedure. First, i-PID controller with two-degree-of-freedom is applied to a specific model, called Anisochronic model, to confirm the usefulness of this method. Second, using the original examples of i-PID controllers, it is confirmed that performance/robustness of system are to be improved due to two-degree-of-freedom, especially when the input changes suddenly. It is seen that as the desired robustness increases the optimal value of two-degree-of-freedom parameter ${\alpha}_A$ would be negative. It is checked and verified that if this value was limited to 1 or less as is generally known, performance would be degraded.
This paper is concerned with the problem of setting controller's parameters when applying the intelligent PID (i-PID), which has recently been proposed and had many successful results, to the two-degree-of-freedom (2DoF) PID controller structure. Generally, the parameter settings of conventional PID controllers are known to be quite difficult and be dependent on the characteristics of the plants. In addition, it is less known how the two 2DoF parameters are set up for the improvement of transient characteristics. Here, we are going to present one of the criteria for parameter setting in the case of using a 2DoF i-PID, by evaluating the error signals to the set-point and disturbance. That is, we first, obtain parameters of i-PID by optimizing the disturbance responses, and then determine two parameters of 2DoF component through optimizing set-point response. The standard values of all parameters are calculated for the 7 types of test batches and rounded up as a table.
In this paper, in order to apply magnetic fluid with superparamagnetic property as the substitute of ferromagnetic materials, physical properties of magnetic fluid are investigated. A targeted drug delivery system using a capsule filled magnetic fluid is proposed where a magnetic fluid capsule and cylinders are considered as a drug and vital organs, respectively. The dynamic governing equation of this system first is derived. Fluid viscosity, clearance between a cylinder and a magnetic fluid capsule, and levitation height with respect to different cylinder height are considered as major parameters to evaluate dynamic characteristics of the system. The experiments and simulations for the position control of the magnetic fluid capsule in various cylinders are conducted using PID controller. The results show that magnetic fluid with the superparamagnetic property can be applied to a targeted drug delivery system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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