• 제목/요약/키워드: 힘 제어

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해양파에 의해 발생하는 선박 횡동요 감소를 위한 Fin Stabilizer 제어기 구성 (A Digital Fin Stabilizer Controller Design for Reduction of Ship Rolling in Waves)

  • 조철주;임계영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1742-1743
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    • 2011
  • 항해 중인 선박에 가장 영향을 미치는 것은 해양파이다. 해양파는 주로 바람에 의해서 생성이 되며 지역적으로 바람의 세기와 방향이 다르기 때문에 파의 높이와 파의 길이가 정해져 있지 않은 불규칙파가 발생한다. 선박에 미치는 해양파의 힘에 따라 횡동요의 크기 및 주기가 달라진다. 해양파의 힘의 크기가 선박의 복원력보다 크게 되면 선박은 전복이 된다. 이런 이유로 선박 운동을 인위적으로 억제하기 위하여 Fin Stabilizer를 사용하게 되었다. Fin Stabilizer는 짧은 시간에 동작하여 선박의 안전을 향상시킬 수 있으며, 운행 효율을 높일 수 있기 때문에 최근 들어 널리 사용되고 있는 방법이다. 본 논문에서는 해양파의 힘이 선박에 영향을 미칠 때의 횡요각 변화를 관찰하고 설계한 제어기의 성능정도를 위한 Simulation을 수행하였다. Simulation 결과를 토대로 Fin Stabilizer를 제어하기 위한 Digital 제어기를 구성하였다.

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보행보조로봇의 경사로 주행을 위한 보행 편리성 및 안전성 연구 (A Study on the Convenience and Safety of Walking Assistance Robot as a Slope Way)

  • 이동광;공정식;권오상;이응혁
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.337-338
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    • 2008
  • 2008년 현재 우리나라는 10%의 인구가 60세 이상인 이른바 고령사회에 접어들었다. 노인 인구의 증가로 인해 노인이 여가생활 또는 일반생활을 보조하기 위한 보행 보조기에 대한 관심이 증가되고 있다. 대부분 동력이 없는 보행보조기를 사용하고 있으며 이러한 기구는 경사로 공간 또는 힘이 약한 노인들에게 취약성을 가지고 있다. 이에 동력형 보행보조로봇에 관심이 증가하고 있다. 동력형 보행보조로봇 역시 경사로에 있어서 편리성과 안전성을 높이기 위한 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 논문에서는 보행보조로봇이 경사로에 진입 하였을 경우 기울어진 경사로의 정도를 인식하여 모터를 제어 한다. TILT 센서를 이용하여 기울이짐 정도를 측정 하였고, 또한 로봇의 전류 실시간으로 체크하여 로봇의 안전성을 향상 하였다. 제어 시스템 구성은 사용자의 보행의지를 파악하기위해 FSR 센서를 부착하여 조향장치로 사용하였으며, 경사로를 인식하기 위해 Liquid 타입의 TILT 센서를 사용하였으며, 모션 제어를 위해 DSP를 사용하였다. 본 제어 시스템을 보조보행로봇에 적용하였을 때, 보행보조로봇이 오르막 경사로에 진입시 기존보다 힘을 적게 사용하여 경사로를 진행하였으며, 경사로에서 브레이크 작동속도가 향상 되었다. 또한 내리막 경사로에서는 모터의 힘을 적게 사용하고 중력의 힘을 사용하여 이를 통해 전류의 소비량을 개선 하였다.

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연속적 역변환이 가능한 힘 모델을 이용한 환형권선 셀프베어링 BLDC 모터의 부상 제어기 구현 (Implementation of Levitation Controller for Toroidally-Wound Self-Bearing BLDC Motor Using Continuously Invertible Force Model)

  • 최원영;최정규;노명규
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권7호
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    • pp.899-903
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    • 2013
  • 셀프베어링 모터는 하나의 자기 구동기(magnetic actuator)로 회전 구동과 자기부상을 동시에 구현한 전동기로 베어링리스모터 혹은 베어링 내장 모터로 불리기도 한다. 셀프베어링 모터에서 자기부상제어를 구현하기 위해 부상력과 제어전류 간의 모델을 역변환하여야 하는데, 힘-전류 간의 모델을 결정하는 변환행렬이 정방행렬이 아니며, 의사역행렬(pseudo-inverse) 또한 회전자의 각도에 따라 특이점을 가지게 된다. 본 논문에서는 힘-전류 모델에 제한조건을 추가하여 연속적 역변환이 가능한 새로운 방법을 제시하고, 역변환 행렬을 해석적으로 구하였다. 연속적 역변환을 이용한 부상제어기를 구현하여 안정적 부상제어가 이루어짐을 확인하였다. 힘-전류 모델에 추가한 제한조건으로 상전류의 총합이 0 을 유지하여 전류에 의한 고정자 자속밀도를 제거함으로써, 이전 연구에서의 자기포화 문제를 근본적으로 해결하였다.

'제어모멘트자이로'의 질량불균형 보정 (The Imbalance Compensation in CMG)

  • 이종국;송태성;강정민;송덕기;권준범;서중보;오화석;전동익;홍영곤;이준용
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권11호
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    • pp.861-871
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    • 2020
  • '제어모멘트자이로' 내 모멘텀 휠의 속도가 커지게 되면 질량 불균형으로 인해 발생하는 의도하지 않은 힘과 토크가 증가하게 된다. 그리고 이러한 힘과 토크는 위성을 통해 촬영된 SAR 영상의 떨림을 유발하기 때문에 최소화하여야 한다. 본 논문에서는 '제어모멘트자이로' 내 모멘텀 휠의 질량불균형(정적질량불균형과 커플질량불균형)의 보상에 대해서 기술하였다. 우선 M&S를 통해 질량불균형의 발생에 따른 질량중심점에서 발생하는 힘과 토크의 발생을 예측하였다. 두 번째로는 힘과 토크의 측정 지점을 회전 중심에서 이격하였을 때, 질량불균형에 따른 힘과 토크의 발생을 예측하였다. 세 번째로는 질량불균형으로 인해 발생하는 힘과 토크를 측정하기 위한 장치 구성에 대해 기술하였으며, 네 번째로는 실제 구동하는 모멘텀 휠에 지정된 질량을 추가하였을 때, 힘과 토크의 변화량을 M&S와 비교하여 기술하였다. 그리고 마지막으로 이러한 분석을 바탕으로 24Nm급 '제어모멘트자이로'를 대기모드로 구동하였을 때의 보정 전과 후의 힘과 토크 변화를 기술하였다.

근전도/등척성 힘 관계연구에서 고유의 문제점 (Problems Inherent in the Study of the EMG/Isometric Force Relationship)

  • 육동원
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.36-42
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    • 1999
  • 본 연구의 목적은 운동제어/학습 또는 운동역학을 연구하는데 중요한 역할을 하는 근전도의 사용과 근전도와 등척성 수축력과의 관계에 나타나는 문제점과 제안점을 조사하는 것이다. 선행연구를 분석한 결과, 등척성 힘의 증가에 따른 근전도의 증가 관계가 선형적 모양으로 나타나지는 않았다. 또한, 선행연구에서 근전도와 등척성 힘 관계를 연구하는데 몇 가지 문제점들이 발견되었다. 이러한 문제점은 선행 연구실험들의 절차상에 차이가 나타났고, 근육의 생리학적인 또는 해부학적인 성질에서 문제점이 논의되었다. 결론적으로, 이러한 문제점들이 해결되지 않는 한 근전도와 등척성 수축력과의 관계는 불분명하게 남아있을 것이다.

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힘 보조형 전동 휠체어를 위한 구동 의지 제어 시스템 개발 (Development of the Driving-will Control System for a Power-assisted Electric Wheelchair)

  • 공정식;이보희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.1296-1301
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    • 2012
  • 본 논문은 힘 보조형 휠체어에 있어 사용자의 구동 의지력을 측정하고 이를 통해 사용자의 구동 의지에 따른 휠체어 구동 제어를 수행할 수 있는 시스템 개발에 관한 논문이다. 최근 고령자의 증가에 따른 다양한 편의 기구가 증가되고 있으며 이에 따라 휠체어에 대한 관심이 증가되고 있다. 특히 힘 보조형 휠체어의 경우 기존의 전동 휠체어가 갖고 있는 운동 부족 등의 문제점을 해결할 수 있도록 고안된 휠체어이다. 본 논문에서는 이러한 힘 보조형 휠체어에 있어 사용자의 구동 의지력을 측정할 수 있는 센서를 제안하였고 이를 통해 사용자의 구동 의지력에 따른 휠체어 제어를 수행하였으며 이를 실험을 통해 검증하였다.

연마로봇의 교시기반 제어에 의한 성능개선 (Performance Improvement based on the Teaching Control for Sweeping Robot)

  • 진태석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.1525-1530
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    • 2014
  • 본 논문은 산업용 로봇을 위한 힘 피드백 제어 기반의 연마면의 보정과 작업자의 감각을 기반으로 한 정확한 연마면 작업을 대체하기 위한 교시방법을 적용한 연마 결과를 제시하였다. 교시방법은 연마작업의 위치, 경로, 반응에 대한 정밀도 개선을 위해서 연마로봇에 적용하였다. 힘 센서 기반의 교시방법에 의해 연마가 가능한 선박용 연마로봇을 제시하였고, 힘 센서에 의한 교시방법을 연마로봇에 적용하여 실험한 결과를 제시함으로써 그 유효성을 검증하였다. 또한, 로봇교시 포인터의 수를 줄이기 위하여 가공면의 특이점들만을 이용하여 곡면 가공이 가능하도록 로봇 궤적을 생성하는 방안을 제시하여 실험결과를 제시하였다.

서울시 실시간 신호제어시스템(COSMOS)내 내부미터링 제어전략 도입 방안 (On the Introduction of the Internal Metering Policy in COSMOS)

  • 이승환;이상수;이성호
    • 대한교통학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.79-90
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    • 2003
  • 내부미터링은 제어구간 안에서 과포화링크 상류부의 유입교통량을 적절히 제어하는 것으로 과포화시 빈번히 발생하는 앞막힘현상이나 이로 인한 교차도로의 통행권 방해 등으로 일어나는 불필요한 지체를 방지하여 네트워크 안의 교통류를 안정적으로 유지하는 제어전략이다. 이는 기존의 COSMOS의 과포화제어 전략보다 적극적인 제어 방법으로 앞막힘현상으로 인한 교차로 막힘현상을 사전에 예방할 수 있고, 링크의 Storage의 사용을 최대화할 수가 있다. 본 연구에서는 기존 COSMOS 시스템 유지를 전제로 한 내부미터링 알고리즘과의 병행 운영 방안을 도출하기 위해 다음과 같은 연구를 수행하였다. 우선 내부미터링 제어전략의 적용을 위한 COSMOS 기본 환경 구축안을 제시하였다. 즉, 내부미터링이 적용 가능한 교통환경 정의, 내부미터링 적용구간 설정을 위한 원칙과 C.I.와 M.I. 검지기 체계 및 제어기 체계를 제시하였다. 그리고 기존 COSMOS시스템과의 병행 운영을 위한 제어절차를 제시하였다. 제시된 제어절차에 대한 실험평가 결과, 내부미터링 제어를 적용시 각 접근로의 대기행렬길이가 안정적으로 유지됨을 확인하였고, 전체 대상구간의 운영효율을 증진시키는 것으로 평가되었다.

가상의 힘 정보를 이용한 이동로봇의 적응임피던스 제어 (Adaptive impedance Control for Mobile Robot Using Virtual Force)

  • 임재남;김일명;윤경식;진태석;이장명
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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    • pp.33-36
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    • 2002
  • 본 논문은 고정 및 이동물체와의 효율적인 충돌회피 알고리즘으로 적응임피던스제어 알고리즘을 제안하였다. 일반적인 충돌회피 알고리즘은 이동로봇의 동적 특성을 고려하지 않고 최적의 경로생성에만 관심을 둠으로써 실제 이동로봇이 추종하기 어려운 경로를 생성하기 쉽다. 그러므로 이동로봇의 동적 특성을 고려한 충돌회피 알고리즘을 위해, 이동로봇과 장애물과의 상호작용관계를 가상의 힘으로 정의한 임피던스제어 알고리즘을 사용하였다. 하지만 이런 단순 임피던스제어 알고리즘만으로는 갑작스런 장애물의 출현 시 이동로봇의 속도가 증가하고 장애물이 사라지면 속도가 감소하는 비효율적인 속도제어라는 문제점을 가지고 있다. 그러므로 충돌 가능성에 따른 새로운 속도제어 방식을 고려한 적응임피던스제어 알고리즘을 제안하고 검증하고자 한다.

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