• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.379-383
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• 1998

본 논문에서는 플랜트를 제어하는데 있어 광범위하게 사용되는 PD제어기의 파라미터를 결정하는 문제에 대한 연구를 하였다. 파라미터 결정 방법으로는 최근 최적화 문제에 많이 적용되고 있는 새로운 방법인 유전자 알고리즘을 사용하였다. 또한 이렇게 정해진 파라미터를 사용하여 이를 도립진자(Inverted Pendulum)에 적용하였고 도립진자의 응답특성을 분석, 고찰함으로써 PD제어기의 성능을 평가.확인하고 이 문제에 적용된 유전자 알고리즘의 우수성을 입증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1753-1754
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• 2008

본 연구에서는 로켓이나 보행로봇의 기본이 되는 도립진자 제어를 위한 새로운 강인한 PID제어기가 제시된다. 도립진자의 PID제어기 파라미터가 제어환경에 용이하게 결정될 수 있도록 MATLAB 프로그램을 이용한 새로운 시스템을 구현하였다. 도립진자 자세제어 성능을 향상시키기 위한 유전알고리즘을 활용한 PID제어기 개발로 우수한 응답 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.16-22
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• 2016

세계적으로 수많은 로봇연구실에서 이륜 도립진자 이동로봇에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이런 이륜 도립진자 이동로봇이 평탄한 경사면에서 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 강인 제어기를 개발하는 것으로 고려한다. 경사면에서 이륜 도립진자 이동로봇의 균형을 위해 3 자유도의 운동방정식에서 선회운동을 제한한 2 자유도 동력학식을 사용하며, 가변구조시스템 이론을 근간으로 하는 슬라이딩 모드 제어기를 제안하고 LQR 이론을 이용하여 슬라이딩 운동이 일어나는 슬라이딩 평면을 설계한다. 시뮬레이션을 위해 Mathworks사의 Simulink를 활용하여 이륜 도립진자 이동로봇의 2 자유도 모델을 실현하고, 슬라이딩 모드 제어기 또한 Simulink를 이용하여 구현한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 제어기가 경사면을 주행하는 이륜 도립진자 이동로봇을 효과적인 제어한다는 것을 보인다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.400-405
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• 2023

현재 도립진자는 많은 분야에서 연구 중이며 미사일, 로켓, 등의 자세 제어와 2족 보행 로봇 등에 응용되고 있다. 본 연구에서는 256펄스의 로터리 엔코더와 DC 모터를 이용한 회전형 도립진자(Rotary Inverted Pendulum)를 구성하여 회전형 역 진자의 수직 자세 제어를 연구하였다. 비선형 시스템의 경우 복잡한 알고리즘과 제어기가 필요하지만 고전적이며 비교적 간단한 PID(Proportional Integral Derivation)알고리즘을 이용한 제어 방법을 회전형 도립진자 시스템에 적용하였으며 간단하지만 원하는 성능을 높이는 방안을 연구하였다. 본 연구에서 사용된 회전형 도립진자 시스템은 비선형적이고 불안정한 시스템으로 선형화된 모델링에서 마이크로칩 사의 dsPIC30F4013 임베디드 프로세서를 이용한 PID 제어기를 설계 및 구현하였다. 보통 PID 제어기는 하나 혹은 두 가지 이상을 조합하여 설계하며 우수한 제어 성능에 비해 구조가 간단하며 제어 이득 조정이 다른 제어기들에 비해 비교적 쉽다는 장점이 있다. 본 연구에서는 시스템의 물리적 구조를 수학적 방법으로 분석하고 모델링을 통한 회전형 도립진자의 수직 균형을 위한 제어를 실현하였다. 또한 회전형 역 진자를 이용하여 PID 제어기로 제어가 가능한지 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.1-18
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• 1995

중력진자식과 원심진자식의 두가지 형의 소형동흡진기를 이용한 구조물 진동의 제어시스템을 개발하였다. 개발된 본 시스템은 step 및 servo motor, 소형흡진기, metor drive unit와 제어장치로 구성되어 있으며, 구조물의 진동을 수진기로 감지하고, 이 신호를 받아 소형흡진기의 기능을 최적 제어하여 구조물의 진동을 제어한다. 제어시스템의 제어성능 검증시험을 위해 상자형 강판구조물($L{\times}W{\times}H{\times}T=800mm{\times}700mm{\times}1500mm{\times}7mm$) 중량 180kg를 제작하여 시험을 수행하였으며, 실험결과 중력진자식 흡진기는 95%의 흡진성능을, 원심진자식 흡진기는 88%의 흡진성능을 가지게 됨이 확인되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.768-773
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• 2010

본 논문에서는 도립진자 시스템을 이용한 최적 상태 되먹임 제어기 설계 및 성능 검증을 소개한다. 제안하고 있는 최적 상태 되먹임 제어기는 최적제어 이론을 기반으로 입력크기와 응답성능의 최적값을 고려하였고 뿐만 아니라, 적분제어기법을 도입함으로써 정상상태오차를 줄이도록 하였다. 실험에 사용된 도립진자 시스템은 (주)셈웨어의 PC기반 CEM-IP-01으로써 제안된 제어기를 적용한다. 마지막으로 제안된 제어기와 일반 상태 되먹임 제어기를 모의실험과 실험을 통하여 비교함으로써 제안된 제어기의 성능을 검증한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.329-336
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• 2009

본 논문은 회전형 역 진자 시스템(Rotary Inverted Pendulum System : RIPS)의 제어를 위한 Fuzzy cascade 제어구조를 제안하고 병렬유전자 알고리즘의 하나인 계층적 공정 경쟁 기반 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGA)을 이용한 최적화 방법을 제시한다. 회전형 역 진자 시스템은 Rotating arm의 회전을 통해 Pendulum의 각도를 제어하는 시스템으로써 제어 목적은 Rotating arm을 원하는 위치에 오게 하고 진자를 수직 위치의 불안정 평형 점에 위치하도록 하는 것이다. 본 논문에서는 회전형 역 진자 시스템의 제어를 위해 두개의 Fuzzy 제어기로 구성된 Fuzzy cascade 제어 구조를 설계하고, HFCGA를 이용하여 설계된 제어기의 파라미터를 최적화한다. 시뮬레이션 및 실험에서 SGA와 HFCGA의 성능비교를 통해 HFCGA의 우수성을 보이고, LQR 및 PD cascade 제어기와 제안된 Fuzzy cascade 제어기의 성능 비교를 통하여 제안된 방법의 우수성을 보인다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2007년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제17권 제1호
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• pp.349-352
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• 2007

본 논문은 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGAs)을 이용한 회전형 역 진자 시스템의 최적 2-자유도 제어기 설계를 제안한다. 비선형이며 불안정한 운동을 하는 회전형 역 진자 시스템은 회전지렛대(rotating arm) 위의 폴(pole)이 적당한 제어력이 없는 상황에서 중력에 의해 어느 한 쪽 방향으로 넘어지려고 할 때, 외부에서 회전지렛대에 힘을 가하여 회전지렛대의 특정위치와 폴의 각도를 유지시키는 시스템으로, 본 논문에서는 두 개의 피드백 제어루프를 갖는 2-자유도 제어기를 구성한다. 각각의 제어기는 PD 제어기로 구성하고, 조기수렴 문제를 내재하고 있는 기존의 유전자 알고리즘의 해결방안중 하나인 HFCGAs를 이용하여 최적의 제어기 파라미터들을 구한다. 마지막으로 실제 공정에 적용하여 설계된 제어기의 성능을 평가한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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• pp.579-581
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• 1999

본 논문에서는 컴퓨터의 정보처리 능력과 시각기능인 CCD 카메라의 영상처리 능력을 결합시켜 극한 상황에서도 실제 시스템을 효과적으로 제어할 수 있는 실시간 비전시각 제어시스템을 제안하고, 이를 대표적인 벤치마컴 시스템인 도립진자 시스템에 적용하여 실증하였다. 우선, 전용화 된 하드웨어를 사용하지 않고. 컴퓨터를 직접 사용하므로 영상처리 중에 발생하는 많은 데이터에서 필요한 정보를 신속하게 획득하고 처리할 수 있는 새로운 알고리즘을 제안하고 이를 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 또한, 실제 비전 제어시스템을 제작하고, 제안된 알고리즘을 비선형 도립진자의 제어에 적용하여 퍼지 제어기를 설계하므로 컴퓨터를 이용한 실시간 비전 시각 영상처리 제어의 가능성과 우수성을 입증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.301-307
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• 2004

본 논문에서는 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지모델에 대한 가변구조제어방식을 제안하며 이를 이용한 바퀴구동 도립 진자의 자세제어를 보인다. 비선형 시스템이 T-S 퍼지모델로 모델링 될 수 있다는 가정 하에서 바퀴구동 도립진자에 대하여 몇 개의 대표 동작점을 기준으로 시스템을 선형화하여 퍼지모델을 얻고 이를 통해 가변구조제어이론을 도입하여 제어기를 설계한다. 제안된 제어법칙은 퍼지모델을 구성하는 각각의 선형 부 시스템의 입력이득 행렬을 동일한 행렬로 단일화하고 그 단일화된 제어이득행렬을 토대로 설계되어진다. 이득행렬의 단일화 과정에서 생성되는 불확실성은 가변구조제어 이론의 입력 외란으로 해석되어질 수 있으며 이러한 단일화 외란은 기존 가변구조제어의 강인성에 의해 해결되어질 수 있다. 바퀴구동 도립진자 시스템 예를 통해 제안된 제어알고리즘의 타당성과 유용성을 보인다.