• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.711-719
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• 2009

This paper presents a design scheme of torque control for wheeled mobile robot(WMR) to asymptotically track the target reference trajectory. By considering the kinematic model of WMR, trajectory tracking control generates the desired tracking trajectory, which is transformed into the command velocity vector for the real WMR to track the target reference trajectory. The dynamic equation of the state error between the target reference trajectory and the desired tracking trajectory is represented by Takagi-Sugeno fuzzy model, and this model is used as the reference model for the real mobile robot error dynamics to follow. The control parameters are updated by adaptive laws that are designed for the error states of the real WMR to asymptotically follow the states of reference error model for the desired tracking trajectory. The proposed control is applied to a typical wheeled mobile robot and simulation studies are carried out to verify the validity and effectiveness of the control scheme.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.545-550
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• 2001

This paper studied on the lateral motion and yaw motion of the gantry crane that is used for the automated container terminal. Though several problems are occurred in driving of the gantry crane, they are solved by the motion by the operators. But, if the gantry crane is unmanned, it is automatically controlled without any operator. There are two types, cone and flat type in driving wheel shape. In cone type, the lateral vibration and yaw motion of crane are issued. In flat type, the collision between wheel-flange and rail or the fitting between wheel-flanges and rail is issued. Especially, the collision between wheel-flange and rail is a very critical problem in driving of unmanned gantry crane. To bring a solution to the problems, the lateral and yaw dynamic equations of the driving mechanism of two driving wheels are derived. Then, we investigate the driving characteristics of gantry crane. In this study, the proposed controller, based on Model Based Controller, is used to control the lateral displacement and yaw angle of the gantry crane. And the availability of the proposed controller is showed through the comparison with the result of the proposed controller and PD controller. The simulation results of the driving mechanism, using the Runge-Kutta Method that is one of the numerical analysis methods, are presented in this paper.

• 한국기계가공학회지
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• 제15권2호
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• pp.84-88
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• 2016

This study evaluated the structural safety of a heavy-duty integrated machine for grinding wheel forming. Structural analysis was performed to evaluate the structural safety of the base. The base was designed by dividing the single base and detachable base. The analysis conditions were applied to the own weight and the load of component parts. From the structural analysis results, although the stress of the detachable base was decreased, the amount of deformation was increased. If the deformation of the detachable base decreases, it is expected to be safer than the single base.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.177-184
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• 2023

본 논문에서는 아두이노를 기반으로 3D 프린터의 하단부에 차량을 설치하여 3D 프린터의 이동 공간을 확장할 수 있는 차량을 제어할 수 있도록 구현하였다. 차량의 전면부 바퀴에 스테핑 모터를 장착하고 모터 드라이버를 사용하여 정밀 제어하였다. 그 결과 5cm와 25cm, 50cm 이동 시 평균 오차율이 각각 0.6%, 0.04%, 0.02%로 정밀한 거리를 제어할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.440-447
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• 2017

철도차량의 전동소음(Rolling noise)을 줄이기 위해서는 차륜과 레일의 음향조도(Acoustic roughness)가 국제규격에서 규정하는 일정값 이하로 관리되어야 한다. 이러한 음향조도의 관리를 위해서 사용되는 측정장치는 접촉식 변위센서를 주로 사용하게 되는데, 주행 중인 장치에서는 센서가 고정된 플랫폼의 위치가 가변적이고 레일면과 구동륜의 접촉시에 프레임의 피칭(Pitching)운동에 의해서 측정값의 오차가 발생하는 단점이 있다. 본 연구에서는 접촉식 변위센서를 통해 측정된 데이터의 정확도를 높이기 위해서, 플랫폼의 휠베이스, 바퀴의 개수 및 바퀴의 탄성접촉 등에 의한 레일표면 측정값의 변화와 스펙트럼 변화를 해석하였으며, 각 설계변수가 음향 스펙트럼에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.433-436
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• 2003

The estimation of the position and the orientation for the mobile robot constitutes an important problem in mobile robot navigation. Although the odometry can be used to describe the motions of the mobile robots, there inherently exist the gaps between the real robots and the mathematical model, which may be caused by a number of error sources contaminating the encoder outputs. Hence, applying the standard extended Kalman filter for the nominal model is not supposed to give the satisfactory performance. As a solution to this problem, a new robust extended Kalman filter is proposed based on the Krein space approach. We consider the uncertain discrete time nonlinear model of the mobile robot that contains the uncertainties represented as sum quadratic constraints. The proposed robust filter has the merit of being constructed by the same recursive structure as the standard extended Kalman filter and can, therefore, be easily designed to effectively account for the uncertainties. The simulations will be given to verify the robustness against the parameter variation as veil as the reliable performance of the proposed robust filter.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1786-1795
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• 2011

사람이 생활하는 환경에서 일반적인 휠베이스 이동(Mobility) 방식의 로봇은 장애물에 둘러싸여 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행 제약을 받게 된다. 장애물을 신속하게 회피하려면 회전과정 없이 단순히 좌우 이동만 하면 되는 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성의 이동로봇이 필요하다. 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-Wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어기를 개발한다. 옴니휠을 이용한 이동로봇은 시스템 파라미터의 불확실성(uncertainty)으로 인하여 선형 제어기로는 추적제어가 매우 어려운 상황이다. 그러므로 강인성이 탁월한 퍼지 제어기를 이용한 퍼지 적응 제어 기법을 설계하여 옴니휠 이동 로봇의 추적제어(tracking control) 성능을 높인다. 본 논문에서 제어 대상 시스템의 매개 변수의 불확실성에 강인한 퍼지 제어기를 병렬로 설계하고 시스템 인식(system identification)을 이용하여 대상 시스템이 특성 변화에 적절히 대처할 수 있는 적합한 퍼지 제어기를 선택한 후 피드백 제어를 실행하는 퍼지 다층 제어기(Fuzzy Multi-Layered Controller) 시스템을 이용한 적응 제어기법을 제시한다. 고전 적응 제어기와 기존 퍼지 적응 제어기의 문제점을 극복한 퍼지 적응 제어기를 도입하여 강인 제어기를 병렬로 설계하고 시스템 인식을 이용하여 대상 시스템의 특성 변화에 적절히 대처할 수 있는 적합한 퍼지 제어기를 선택한 후 피드백 제어를 실행하는 퍼지 다층 제어기(FMLC)를 제시한다.