• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.276-281
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• 2014

본 논문은 산업용 로봇을 위한 힘 피드백 제어는 사람의 감각을 기반으로 한 작업을 대체하여 구현하기에 적합한 연마 시스템을 제안하였다. 기존 연마작업의 표면 연마, 비드처리, 기계 가공 디버링 등의 공정은 그 복잡성에서 자동화가 가장 곤란하다고 인식되어 주로 인력에 의존 해왔다. 본 연구에서는 연마 공구를 파지시킨 힘 제어 로봇에 의한 자동 연마 시스템의 구축과 힘 센서로부터 신호 피드백 제어 방식의 특성 파악과 연마 공정에 적응성을 검증했다. 또한 실용화를 목적을 위한 선박의 바닥 및 측면 연마에의 응용을 진행했다. 따라서 자체 제작한 연마로봇을 활용 한 표면 연마작업을 통하여 실험결과를 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.509-512
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• 2013

본 논문은 산업용 로봇을 위한 힘 피드백 제어는 사람의 감각을 기반으로 한 작업을 대체하여 구현하기에 적합한 연마 시스템을 제안하였다. 기존 연마작업의 표면 연마, 비드처리, 기계 가공 디버링 등의 공정은 그 복잡성에서 자동화가 가장 곤란하다고 인식되어 주로 인력에 의존 해왔다. 본 연구는 연마 공구를 파지시킨 힘 제어 로봇에 의한 자동 연마 시스템의 구축을 위한 다축로봇 기반의 힘 센서로부터 신호 피드백 제어 방식의 특성을 파악하고 연마 공정에 적응성을 검증했다.

• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.197-200
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• 2001

본 논문에서는 특정한 형태의 제약 즉, 매니퓰레이터의 자유도와 주어진 제약조건의 차원의 차이가 1이며, 매니퓰레이터의 동역학을 작업영역에서의 축차모델로 나타내었을 때, 변환행렬이 단위행렬로 나타나는 제약을 가지는 불확실한 로봇 매니퓰레이터의 위치/힘 추종을 위한 적응제어기를 제안한다. 제안된 제어기는 비선형 좌표변환을 통하여 얻어진 로봇의 축차모델(reduced-order model)을 이용하여 위치제어와 힘제어의 문제를 분리한다. 특히, 비선형 동적 필터를 이용하여 위치의 측정만을 필요로 하며, 적응제어 기법을 통하여 전역 점근적인 안정성을 보장한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1524-1527
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• 1997

로봇기술의 발달로 인하여 로봇의 활용 분야는 점차 확대되고 있으며 의료 및 재활분야에도 이용되는 추세이다. 의료분야에 이용되는 메디칼 로봇은 최소 절개 수술에 적용하는 경우 많은 이점을 얻을 수 있다는 점과 전문의사가 현장에 있기 힘든 오지나 낙도 또는 전쟁터 같은 곳에서도 원격 수술이 가능하다는 장점으로 많은 관심을 받고 있다. 원격 수술은 수술 계획, 로봇에게 환자 등록, 원격 수술 시행의 세가지 과정을 거치게 된다. 본 논문에서는 원격 수술을 위한 위 과정의 연구 동향을 기술하고 현재 본 실험실에서 수행하고 있는 연구 내용을 다룬다. 원격 수술을 위한 의료시스템을 구축하기 위해 팬-틸터 구동부를 가지 스테레어 시각 시스템을 제작하고 여기서 얻어지는 정보를 HMD에 투시하여 현장감을 느끼게 만드는 것과 수술대에서 환자를 수술하는 듯한 느낌을 제공할 수 있는 기술인 매스터 조작기와 슬레이브 조작기 사이의 힘 피드백 구현에 대해 다룬다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권11호
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• pp.1069-1076
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• 2007

This paper presents the road simulator control technology for reproducing the road input signal to implement the real road data. The simulator consists of the hydraulic pump, servo valve, hydraulic actuator and its control equipment. The QFT(Quantitative Feedback Theory) is utilized to control the simulator effectively. The control system illustrates a tracking performance of the closed-loop controller with low order transfer function G(s) and pre-filter F(s) for a parametric uncertain model. A force controller is designed to communicate the control signal between simulator and digital controller. Tracking specification is satisfied with upper and lower bound tolerances on the steep response of the system to the reference signal. The efficacy of the QFT force controller is verified through the numerical simulation, in which combined dynamics and actuation of the hydraulic servo system are tested. The simulation results show that the proposed control technique works well under uncertain hydraulic plant system. The conventional software (Labview) is used to make up for the real controller in the real-time basis, and the experimental works show that the proposed algorithm works well for a single road simulator.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.86-94
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• 2019

본 논문은 보다 높은 실재감과 안전성을 확보하기 위한 무인차량 원격주행제어 환경 개발에 대한 내용을 설명한다. 주로 무인차량 원격주행제어를 위한 환경은 조이스틱 형태의 장치를 활용하여 조향과 가/감속이 가능하도록 개발되어 사용되었다. 그 외 일반 차량처럼 간이 조향-휠(steering-wheel)을 기반으로 개발된 시뮬레이터 환경도 있으나, 현재 주행 상황을 피드백하는 기술이 적용되어 있지 않거나 가/감속부를 포함하지 않는 것이 대부분이다. 피드백 기술이란 일반 차량을 직접 운전할 때 조향-휠과 가/감속 페달을 통해 느껴지는 현재 주행 상황을 시뮬레이터 환경에 구현하는 것을 의미한다. 이렇듯 무인차량 원격주행제어에 이질감을 감소시키는 피드백 기술 개발과 더불어 실재감을 높일 수 있는 시뮬레이터 환경 구축이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구를 통해 개발된 힘반향 햅틱제어 기술을 적용할 수 있는 시뮬레이터 환경을 구축하고 시뮬레이터 하드웨어의 최소 요구사양을 도출하는 연구를 수행하였다. 하드웨어 구성은 일반 차량과 유사한 조향-휠 모듈과 가/감속 페달 모듈로 구성하였으며, 조향부와 가/감속부 모두 피드백 기술을 적용할 수 있도록 별도의 액추에이터를 설치하였다. 또한 제어부 PC를 통해 두 가지 조작부에 피드백 명령을 전달할 수 있도록 CAN(controller area network) 통신 환경을 구성하였다. 이렇게 구성한 시뮬레이터 환경의 성능을 검증하기 위하여 기 개발된 힘반향 햅틱제어 알고리즘을 직접 적용하여 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.205-205
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• 2012

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.91-95
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• 2009

나노튜브를 기반으로 한 용량성 나노 가속도계에 대한 특성을 고전적인 분자동역학 시뮬레이션을 이용하여 연구하였다 외부에서 공급된 힘을 이용하여 나노튜브의 위치를 제어할 수 있었고, 해당하는 위치에 의한 커패시턴스의 변화를 통하여 피드백 센싱을 할 수 있었다. 에너지 소모 측면을 고려하면, 나노 가속도계의 진동 특성은 초기 변위와는 무관하였으며, 이러한 측정 시스템은 진동하는 커패시턴스를 추적하여 가속도를 결정하고, 이것은 또한 공급된 힘과 용량성 힘, 반데르발스 힘, 결합력, 반발력과 같은 힘들이 균형을 이루는 위치를 결정할 수 있다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.59-65
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• 2002

보다 현실감 있는 가상환경을 제공하기 위하여 시각정보 외에 힘의 정보를 사용자에게 제공할 필요가 있으며, 이러한 힘 반영은 햅틱장치에 의해서 수행된다. 일반적으로 영상 제시기에 의한 영상정보는 낮은 갱신율을 갖는 반면에, 햅틱장치는 상대적으로 높은 갱신율로 인간에게 힘정보를 제공하게 되므로, 이들 정보 간의 동기화가 중요하다. 본 논문에서는 가시모델의 원형을 일반화시켜서 햅틱장치에 전달하고, 영상 제시기의 갱신율과는 상관 없이 햅틱장치 내에서 임의의 구속공간을 만들어서 힘피드백을 수행하는 방법에 대해서 논의하고자 한다.