• 제목/요약/키워드: 최적 자세

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WAVENET을 이용한 모형 헬리콥터 시스템의 자세 제어 (Attitude Control of Model Helicopter systems using the WAVENET)

  • 박두환;이준탁
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2003년도 춘계 학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.307-310
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    • 2003
  • 본 논문에서는 대표적인 비선형 동특성을 가지는 실제 헬리콥터의 회전 띤 자세 운동을 근사화한 모형 헬리콥터의 시스템을 소개하고 이 시스템의 정지 자세 제어를 목표로 직접 적응 웨이브렛 신경회로망 제어기를 다음의 과정에 의해 만든다. 우선 상태 공간에 적용할 웨이브렛 기준 함수를 정의하고 나서 제어기로 들어오는 입력 값의 대략적인 범위와 특성을 파악해서 웨이브렛 이론에 근거해 신축(dilation)과 이동(traslation) 변수 값을 선택하여 초기 적응 웨이브렛 신경회로망 제어기를 건설한다. 마지막으로 시스템의 안정화 제어를 위하여 선택, 교배, 돌연변이의 진화연산자에 의해 일시에 최적의 구조와 결합가중치로 진화시켜 가는 새로운 형태의 ENNC를 제안하여 연결 가중치(weight)를 조정한다. 이 직접 적응 웨이브렛 신경회로망 제어기를 비선형 시스템인 모형 헬리콥터 시뮬레이터에 적용하여 제안한 제어기의 견실성 및 그 우수성을 입증하고자 한다.

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정지궤도위성에서의 다중머리 별추적기 최적 배치에 관한 연구

  • 박영웅;임조령;박종석
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.166.1-166.1
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    • 2012
  • 최근에는 정지궤도위성에도 지구센서 대신 별추적기를 탑재하는 추세이다. 별추적기의 경우 태양이나 지구와 같은 밝은 물체가 시야각에 들어올 경우 자세결정을 수행할 수 없기 때문에 별추적기 최적 배치를 위한 해석이 요구된다. 그런데, 정지궤도위성의 경우 24시간을 주기로 태양이 적도면을 회전하고 또한 동지와 하지를 최대로 하여 적도면과 23.5도의 기울기를 갖고 있기 때문에 별추적기 배치에 많은 제한이 발생한다. 별추적기 성능을 최적으로 얻기 위해서는 탑재되는 광학계가 서로 직각이 되어야 하지만 태양 위치에 따른 제한으로 인해 직각이 될 수 없으며 이 경우 성능은 약간의 손실을 감수하면서 항상 태양을 회피하기 위한 최적 각을 적용하거나 태양이 들어올 경우만 성능 손실을 감수하면서 이외의 경우에 별추적기 최적의 성능을 얻고자 하는 방법이 있을 수 있다. 본 연구에서는 이러한 방법들에 대한 해석을 수행하여 최적 각을 소개하였고, 다중머리 별추적기를 대상으로 해석을 수행하였다. 다중머리 별추적기는 하나의 전장품에 광학계가 여러 개 장착되는 제품으로 최근에 우주이력(heritage)를 갖기 시작하였다.

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무인 달착륙선의 동력하강단계에서 자세각속도 영향에 따른 최적화 착륙궤적 분석 (Analysis of Optimal Landing Trajectory in Attitude Angular Velocity Influence at Powered Descent Phase of Robotic Lunar Lander)

  • 박재익;류동영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권5호
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    • pp.402-409
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    • 2018
  • 이 논문에서는 무인 달착륙 임무를 위해 고려하고 있는 달착륙 시나리오를 제안하고 제안된 시나리오를 기반으로 동력하강단계에서의 최적화 착륙궤적을 구현한다. 동력하강단계에서 달착륙선의 자세 변화는 사용 연료량뿐만 아니라 영상기반 항법의 센서 운용에도 영향을 주므로 자세 변화가 급격하게 이루어지지 않도록 자세각속도를 최적제어 가격함수에 포함하고 이때 자세각속도의 영향을 조절하는 가중치가 최적화 착륙궤적에 미치는 영향을 분석한다. 분석된 결과를 바탕으로 연료 사용을 최소화하고 안정된 자세 변화를 갖도록 최적화 착륙궤적을 설계할 수 있는 적절한 가중치를 제시한다.

소형 고속선박의 항주자세 제어에 따른 저항성능 개선 및 축척 효과에 관한 연구 (A Study on the Scale Effect and Improvement of Resistance Performance Based on Running Attitude Control of Small High-Speed Vessel)

  • 이종현;박동우
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.538-549
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    • 2021
  • 본 연구에서는 Froude 수 1.0으로 운항하는 길이 약 10m 급 소형 고속선박의 에너지 효율 설계를 위해 선미부에 트림 탭을 부착하였고, 선저 면과의 각도에 따른 항주자세와 저항성능의 변화를 살펴보았다. 성능 해석은 CFD 해석을 통해 수행되었으며, 축척에 의한 영향을 보기 위해 모형선과 실선에 대해 각각 해석을 수행 후 두 결과로부터 예측된 실선의 성능을 비교하였다. 나선에 대한 해석 결과는 두 결과가 전반적으로 유사하였고, 트림 탭이 부착된 경우 선저 면과의 각도가 동일할 때 자세 변화량이 달라 전 저항의 차이로 이어졌지만 자세에 따른 저항 변화 경향은 유사하였다. 이로부터 축척 효과가 있더라도 저항 저감 경향으로부터 최적 항주자세를 찾을 수 있으나, 트림 탭에 의한 자세 변화와 실선 주위 유동의 특성을 알기 위해서는 실선에 대한 직접적인 해석이 필요함을 알 수 있다.

체간 안정성을 위한 전동침대의 제어시스템 설계 (Control System Design of Electric Operated Adjustable Bed for Body Posture Stability)

  • 배주환;문인혁
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.55-62
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    • 2012
  • 본 논문에서는 하나의 접촉식 리미트스위치(limit switch)를 사용하여 등판과 대퇴판의 사잇각을 항상 90도 이상으로 유지할 수 있는 자세제어시스템을 제안한다. 이를 위해 등판 기구와 대퇴판 기구의 기구학 해석을 수행하고, 설계에 필요한 최적설계변수를 결정한다. 이 해석 결과를 이용하여 프로토타입 자세제어시스템을 제작한다. 시뮬레이션과 실험을 통해 등판과 대퇴판 중 하나가 상승하더라도 등판과 대퇴판의 사잇각이 항상 90도 이상 유지되는 것을 보인다. 이 결과로부터 본 연구에서 제안하는 자세제어 방법이 사용자의 체간 자세안정성을 유지할 수 있음을 보인다.

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반작용휠을 이용한 자이로 미탑재 위성의 자세결정 기법 (Attitude Determination for Gyroless Spacecraft Using Reaction Wheels)

  • 박성용;김영욱;이현재
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권10호
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    • pp.853-861
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    • 2016
  • 본 연구에서는 자이로 미탑재 위성의 자세와 각속도를 결정하기 위해 반작용휠 각속도 정보를 활용하는 기법에 대하여 다룬다. 제안하는 알고리즘은 실제 궤도환경 조건에서도 위성의 자세와 각속도를 최적 추정 및 결정할 수 있도록 반작용횔의 각속도를 활용하여 확장칼만필터를 기반으로 설계하였다. 더욱이, 고려한 조건 중 하나인 외부교란의 추정도 같이 수행할 수 있도록 구성하였다. 알고리즘의 성능검증을 위해 수치 시뮬레이션을 수행하였으며, 반작용휠의 장착형태는 일반적으로 많이 사용되는 피라미드 형상을 가정하였다. 시뮬레이션 결과로부터 알고리즘의 성능과 타당성을 검증하였다.

파이프 용접에서 최적조건 도출 및 시각 센서를 이용한 비드 형상 모니터링 (A study on optimization of welding parameters and process monitoring using a vision sensor in pipe welding)

  • 조대원;나석주;이목영
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.10-10
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    • 2009
  • 파이프 용접은 중력의 영향으로 인하여 위치에 따라 같은 용접변수라도 비드 형상이 매우 달라 지게 된다. 또한 지금까지 많은 용접 기술자들이 위험하고 까다로운 환경에서 수작업으로 용접을 실행하였다. 따라서 이러한 이유로 용접 자동화 공정이 반드시 필요하게 된다. 본 연구에서는 FCAW를 사용하여 파이프 모재 대신 필릿 평판을 아래보기, 위보기 자세를 포함하여 9개 자세에서 실행하였다. 용접 자세를 비롯한 용접 변수와 비드 형상 변수간의 관계를 비선형 회귀 분석과 구간적 3차 에르미트 보간법을 이용하여 주어진 용접 변수에서의 비드 단면의 형상을 예측하고, 비드의 결함 유무를 파악하였다. 이러한 방법을 통하여 자세에 따라서 용접 결함이 없는 용접 변수를 구할 수 있었다. 시각센서를 이용하여 용접 후 비드 형상에 대해 모니터링을 실시하였다. 모니터링의 알고리즘은 영상획득, 이진화, 세선화, 적응형 미디언 필터링, 적응형 허프 변환, 용접 결함 검출의 순서로 구성되어 있으며, 본 연구에서는 보다 빠른 영상처리를 위하여 적응형 미디언 필터링을 제시하였다. 모니터링을 통하여 2차원 비드 단면뿐만 아니라, 디루니 삼각법을 적용하여 3차원으로 비드 표면을 표현할 수 있다. 보간법을 사용하여 얻은 비드 형상과 시각 센서를 통하여 얻은 비드 형상간의 비교를 통하여 본 연구의 적합성 여부를 확인하였다.

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비글과 시츄견에서 호기말 양압에 따른 전산화 단층촬영상의 폐밀도의 평가 (Assessment of Computed Tomographic Lung Density in Beagle and Shihtzu Dogs : Influence of Position and Positive End Expiratory Pressure)

  • 김태훈;장진화;윤석주;윤정희;장동우
    • 한국임상수의학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.273-283
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    • 2010
  • 이 연구의 목적은 정상폐의 의존적 부위와 비의존적 부위에서 중력과 호흡이 폐밀도에 어떤 영향을 미치는지 그리고 폐첨부, 중부, 기저부의 부위별 밀도 차이가 어떻게 존재하며 호기말 양압에 따른 폐실질의 변화상을 알아보고 흉부 전산화 단층촬영에서 호기말 양압과 중력에 의해 가장 영향을 적게 받는 최적의 자세와 압력을 결정하고자 한다. 비글 8마리와 시츄 8마리에서 자발 호흡을 억제시킨 상태에서 호기말양압을 0 mmHg, 10 mmHg, 20 mmHg를 가하여 배측 횡와 자세와 복측 횡와 자세, 좌 우측 횡와자세에서 전산화 단층 촬영을 실시하였다. 폐의 첨부와 중부기저부 (각각 대동맥궁, 기관 분기부, 횡격막 직상방) 세부위의 슬라이스를 선택하였다. 스캔한 세 부위에서 대혈관은 포함시키지 않고 흉벽에서 5 mm 떨어진 폐 주변부에서 전부, 후부, 측부 세 곳을 정하여 50 mm2 면적을 갖는 원형의 관심영역을 설정한 후 그 면적의 밀도를 측정하였다. 폐밀도는 품종과 자세, 호기말 양압에 상관없이 호기말 양압이 0 mmHg, 10 mmHg에서 중력방향에 영향을 받은 폐의 의존적인 부분이 비의존적인 부분보다 더 높게 측정이 되었으나 호기말 양압이 20 mmHg일때는 시츄견의 배측 횡와 자세를 제외하고는 폐밀도에 차이가 없었다. 4가지 자세 모두에서 폐의 첨부의 폐밀도가 폐의 기저부 보다 더 높게 측정이 되었으며 압력이 증가함에 따라 동일부위에서 측정한 폐밀도는 감소하는 경향으로 관찰되었다. 같은 압력과 같은 자세에서 폐의 첨부와 중부, 기저부의 슬라이스에서 전부, 후부, 측부를 비교 평가한 결과에서는 비글과 시츄견 모두에서 복측 횡와 자세와 좌 우측으로 횡와한 자세, 20 mmHg에서 폐밀도간에 차이가 없는 것으로 확인되었다. 따라서 흉부 전산화 단층촬영을 위한 최적의 자세와 호기말 양압은 비글과 시츄견 모두에서 복측 횡와 자세와 좌 우측으로 횡와한 자세 와 20 mmHg로 확인되었으며 이러한 결과들을 바탕으로 폐질환이 의심되는 동물에 있어서 전산화 단층 촬영상 판독을 위한 기초 자료를 구축할 수 있었다.

평균 TRIAD를 이용한 자세 결정 (Averaging TRIAD Algorithm for Attitude Determination)

  • 김동훈;이현재;오화석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.36-41
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    • 2009
  • 임무를 수행하는데 있어 정확한 자세 정보는 필수적이다. 두 개 또는 그 이상의 관측벡터를 이용하는 자세 결정 알고리듬에는 크게 두 가지가 널리 알려져 있다. 하나는 결정적인 방법인 TRIAD 알고리듬이며, 다른 하나는 최적의 해를 찾는 방법인 QUEST 알고리듬이다. 본 논문은 TRIAD 알고리듬의 성능 향상과 서로 다른 정확도를 가진 센서의 조합을 이용한 자세 결정 방법을 제안하였다. 첫째, 보다 정확한 자세 행렬을 구하기 위하여 직교화 방법을 이용하는 대신 방향 여현 행렬을 오일러 각으로 바꾸고, 분산 대신 공분산행렬을 고려하여 편향되지 않은 최소 공분산 기법을 적용하였다. 또한, 세 개 이상의 측정값이 주어졌을 경우 TRIAD 알고리듬을 적용할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 평균 TRIAD 알고리듬의 성능은 서로 다른 센서의 조합을 가정하여 표준편차와 확률적 측면에서의 수치 시뮬레이션을 통해 분석되었다.