• 로봇학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.303-307
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• 2022

This paper proposes a method that can generate a smooth trajectory from the discontinuous trajectory in kinematic, dynamic, and task-space trajectory constraints. The problem is defined as the minimization of kinetic energy, and then the simulation is performed by using the MATLAB. Kinematic and inverse kinematic equations are derived for the simulation of the 6-DOF robotic arm. The simulation results showed that the trajectory of each joint is generated while satisfying the constraints without any discontinuity. There are small errors in the Cartesian trajectory, but unnecessary deceleration and acceleration can be eliminated. In addition, it is possible to quickly switch between the robotic tasks by applying the proposed method.

• 한국융합학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.35-44
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• 2012

본 연구에서 모사 프로그램이 6WD/6WS를 가진 특수 목적 차량의 비정상상태 코너링 성능을 조사하기 위해 개발되었다. 6WD 차량은 비포장 도로에서 작전을 수행하기 좋은 성능을 가지고 있고 안전한 성능을 가진 것으로 신뢰받고 있다. 그러나, 6WS 차량들의 코너링 성능은 관련 문헌을 통해서는 언뜻 이해가 어렵다. 본 논문에서는 6WD/6WS 차량들은 비선형 차량 동력학, 타이어 모델, 운동학적 효과 등을 포함한 18 자유도 시스템으로 모델링 되었다. 그리고 그 차량 모델은 입/출력과 차량변수가 수식화된 접근 방법으로 쉽게 변환될 수 있도록 MATLAB/SIMULINK를 사용한 모사 프로그램으로 구성되었다. 6WS 차량의 코너링 성능은 브레이크 휠과 피봇팅 각각으로 해석되었다. 모사 결과들을 보면, 코너링 성능은 전후 휠 조향 뿐만이 아니라 중간 휠 조향에 따라 좌우됨을 보여준다. 덧붙여, 새로운 6WS 제어법칙은 측면 미끄러짐 각을 최소화하기 위해 제안되었다. 차량변경 모사 결과들은 제안된 제어법칙의 6WS 차량의 장점을 보여준다.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권6호
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• pp.1131-1150
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• 2014

One of the issues in extending the range of applicable problems of real-time hybrid simulation is the computation speed of the simulator when large-scale computational models with a large number of DOF are used. In this study, functionality of real-time dynamic simulation of MDOF systems is achieved by creating a logic circuit that performs the step-by-step numerical time integration of the equations of motion of the system. The designed logic circuit can be implemented to an FPGA-based system; FPGA (Field Programmable Gate Array) allows large-scale parallel computing by implementing a number of arithmetic operators within the device. The operator splitting method is used as the numerical time integration scheme. The logic circuit consists of blocks of circuits that perform numerical arithmetic operations that appear in the integration scheme, including addition and multiplication of floating-point numbers, registers to store the intermediate data, and data busses connecting these elements to transmit various information including the floating-point numerical data among them. Case study on several types of linear and nonlinear MDOF system models shows that use of resource sharing in logic synthesis is crucial for effective application of FPGA to real-time dynamic simulation of structural response with time step interval of 1 ms.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.9-14
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• 2018

가스스프링은 가스가 압축될 때 가지게 되는 압력을 스프링과 같이 사용하는 형태로, 광범위한 산업분야에 사용되고 있고 그 수요 또한 증가하고 있다. 이 가스스프링은 압축 스프링과 인장 스프링으로 나뉠 수 가 있는데, 압축 스프링과 달리인장 스프링의 경우는 피스톤 속도 제어에 대한 연구가 많이 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 2중 실린더 구조를 갖는 인장 가스스프링에서의 압력 손실 계산을 통하여 피스톤 반발압력의 크기를 이론적으로 예측하였고, 피스톤과 실린더 사이의 마찰이 작은 경우와 큰 경우에 대하여 피스톤의 실제 거동을 모사해 보았다. 수치해석을 위해서는 유동해석분야에서 가장 널리 사용되고 있는 FLUENT를 이용하였고, 피스톤의 거동을 모사하기 위하여 FLUENT에서 제공하는 6-DOF 모델과 사용자정의함수(User Defined Function)를 사용하였다. 격자는 Layering 기법만으로도 Dynamic mesh가 성공적으로 구현되도록 피스톤 전후의 유동영역을 따로 분할하여 다른 형태의 격자를 생성하였다. 해석 결과 두 경우 다 최종적으로는 목표로 하는 속도로 피스톤이 복귀하는 결과를 보였으나, 최종 속도에 도달하는 과정에서 다른 차이를 보였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권3호
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• pp.475-483
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• 2015

We propose a numerical scheme to simulate the time-domain echo signals at tracking radar for a realistic scenario where an EAD (expendable active decoy) and an airborne target are both in dynamic states. On various scenarios where the target takes different maneuvers, the trajectories of the EAD ejected from the target are accurately calculated by solving 6-DOF (Degree-of-Freedom) equations of the motion for the EAD. At each sampling time of the echo signal, the locations of the EAD and the target are assumed to be fixed. Thus, the echo power from the EAD can be simply calculated by using the Friis transmission formula. The returned power from the target can be computed based on the pre-calculated scattering matrix of the target. In this paper, an IPO (iterative physical optics) method is used to construct the scattering matrix database of the target. The sinc function-interpolation formulation (sampling theorem) is applied to compute the scattering at any incidence angle from the database. A simulator is developed based on the proposed scheme to estimate the echo signals, which can consider the movement of the airborne target and EAD, also the scattering of the target and the RF specifications of the EAD. For applications, we consider the detection probability of the target in the presence of the EAD based on Monte Carlo simulation.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.131-135
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• 2004

강착장치에 의한 지면반력은 착륙과 이륙시 지면과의 상호작용을 나타내며 고도를 감지하여 지면에 접촉하였을 때 지면의 반력을 헬리콥터에 전달해주는 역할을 한다. 비행시뮬레이션에 있어서 강착장치는 비행 중 비행특성에 미치는 영향이 없기 때문에 비행특성 분석용 또는 비행제어용 비행시뮬레이션 프로그램에서는 강착장치를 생략하여 시뮬레이션 하는 경우가 많다. 하지만 훈련의 목적으로 사용하는 경우 착륙과 이륙은 큰 비중을 차지하며 무인기의 함상 착륙과 같은 시뮬레이션에서는 필수적인 요소로 대두되고 있다. 본 논문에서 강착장치는 1자유도의 mass, spring, damper의 간단한 진동시스템을 택하였고, 강착장치의 접촉점인 지면은 고도 0인 평탄한 지면으로 가정하였다. 추후 지면을 6자유도를 가지는 움직이는 평면으로 쉽게 대체할 수 있도록 벡터형식으로 된 모델을 선택하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권3호
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• pp.20-26
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• 2015

This paper introduces a computational method for analysis of the 6-DOF motions of a ship in waves using an overset grid technique which consists of inner and outer domains for representing body motions and numerical wave tank, respectively. High order interpolation scheme is employed to increase numerical accuracy over the interface where physical values, such as velocities and pressure, interact between the inner and outer domains. The numerical schemes and algorithm are addressed in the present paper. An application to motion of KCS container carrier in head waves is presented, and the comparison of responses on heave and pitch motions shows good agreement with those of model tests.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제11권2호
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• pp.69-79
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• 2010

This paper describes the experimental framework for the control system design and validation of a rotorcraft unmanned aerial vehicle (UAV). Our approach follows the general procedure of nonlinear modeling, linear controller design, nonlinear simulation and flight test but uses an indoor-installed multi-camera system, which can provide full 6-degree of freedom (DOF) navigation information with high accuracy, to overcome the limitation of an outdoor flight experiment. In addition, a 3-DOF flying mill is used for the performance validation of the attitude control, which considers the characteristics of the multi-rotor type rotorcraft UAV. Our framework is applied to the design and mathematical modeling of the control system for a quad-rotor UAV, which was selected as the test-bed vehicle, and the controller design using the classical proportional-integral-derivative control method is explained. The experimental results showed that the proposed approach can be viewed as a successful tool in developing the controller of new rotorcraft UAVs with reduced cost and time.

• 한국해양공학회지
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• 제20권6호
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• pp.114-122
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• 2006

The most important thing in the container terminal is to handle the cargo effectively in a limited time. To achieve this objective, many strategies have been introduced and applied. If we consider the automated container terminal, it is necessary that the cargo handling equipment is equipped with more intelligent control systems. From the middle of the 1990s, an automated rail-mounted gantry crane (RMGC) and rubber-tired gantry crane (RTG) have been developed and widely used to handle containers in the yards. Recently, in these cranes, equipment like CCD cameras and sensors have been mounted to cope with the automated terminal environment. In this paper, we try to support the development of more intelligent automated cranes that make the cargo handling be performed effectively in the yards. For this plant, we ought to consider modeling, tracking control, anti-sway system design, skew motion suppressionand complicated motion control and suppressing problems. In this paper, the system modeling and a tracking control approach are discussed, based on a two-degree-of-freedom (2DOF) servo-system design. From the simulation results, the good control performance of the designed control system is evaluated.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.285-290
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• 2004

파도에 의한 힘과 모멘트는 운항하는 선박에 운동을 발생시킨다. 이러한 운동은 승무원의 작업 능률 저하, 화물의 안전 및 승선감 등에 영향을 주게 되어 안전 운항 저해 요소가 되므로 파도에 의한 운동이 큰 선박들은 자세제어장비(anti-rolling devices)의 장착이 요구된다. 본 연구에서는 수ㆍ능동의 이동질량 안정기(moving weight stabilizer), 감요탱크(anti-rolling tank), 핀 스태빌라이저(fin stabilizer)와 같은 자세제어장비의 동적 거동을 수학적으로 모델링 하였다. 기존에는 자세제어장비의 운동을 선박의 횡동요에만 고려한 반면, 본 연구에서는 선박의 6자유도 운동을 모두 고려하여 연성 운동방정식을 정립하였다. 마지막으로 자세제어장비를 장착한 선박의 파중 운동 계산 프로그램을 작성하여 시뮬레이션을 수행하였다.