• 대한수학회보
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• 제53권5호
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• pp.1327-1339
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• 2016

Self-organizing systems arise very naturally in artificial intelligence, and in physical, biological and social sciences. In this paper, we modify the classic Cucker-Smale model at both microscopic and macroscopic levels by taking the target motion pattern driving forces into consideration. Such target motion pattern driving force functions are properly defined for the line-shaped motion pattern and the ball-shaped motion pattern. For the modified Cucker-Smale model with the prescribed line-shaped motion pattern, we have analytically shown that there is a flocking pattern with an asymptotic flocking velocity. This is illustrated by numerical simulations using both symmetric and non-symmetric pairwise influence functions. For the modified Cucker-Smale model with the prescribed ball-shaped motion pattern, our simulations suggest that the solution also converges to the prescribed motion pattern.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.573-580
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• 2020

다중개체를 제어하기 위해서 해결해야 되는 문제들 중 하나는 위치제어다. 위치와 속도를 제어하기 위한 모델로 augmented Cucker-Smale 모델이 존재했다. 하지만 기존 모델은 모든 개체에 동일한 시스템을 적용함에 따라서 개별개체의 특성을 살리지 못했다는 특징이 있다. 본 논문에서는 그 점을 보안하고 적절한 형태로 변형하기 위해서 초기 위치와 분포를 이용한 마할라노비스 거리를 계수와 통계학적 자유도를 적용해서, 모델의 수렴시간과 소모에너지를 동시에 줄이고자 한다. 모델의 성능 검증을 위해서 몬테카를로 시뮬레이션을 통해서 전체적인 경향성을 판단했고, 추가적으로 개별 개체의 움직임을 분석하여서 마할라노비스 거리 계수가 적절한 역할을 수행하고 있는지 확인했다.

• 대한수학회지
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• 제61권3호
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• pp.565-602
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• 2024

We study the collective behaviors of two second-order nonlinear consensus models with a bonding force, namely the Kuramoto model and the Cucker-Smale model with inter-particle bonding force. The proposed models contain feedback control terms which induce collision avoidance and emergent consensus dynamics in a suitable framework. Through the cooperative interplays between feedback controls, initial state configuration tends to an ordered configuration asymptotically under suitable frameworks which are formulated in terms of system parameters and initial configurations. For a two-particle system on the real line, we show that the relative state tends to the preassigned value asymptotically, and we also provide several numerical examples to analyze the possible nonlinear dynamics of the proposed models, and compare them with analytical results.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.981-988
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• 2021

본 논문에서는 다수 고정익 소형무인기 군집비행을 위한 분산형 유도 알고리듬 설계를 다룬다. 군집비행을 통한 임무 수행을 위해서 각 무인기들은 집결, 선회, 경로점, 개별 비행 등의 기동이 필요하다. 이를 위해서는 경로 추종, 떼비행, 충돌 회피가 요구된다. 본 논문에서는 상기 기동들을 수행하기 위해 벡터필드(경로 추종), 증강 쿠커-스메일 모델(떼비행), 포텐셜 필드(충돌 회피) 기법들을 활용한 통합 유도 알고리듬을 제안한다. 통합 유도 명령 생성을 위해 각 기법에서 생성된 유도 명령을 가중치에 따라 혼합할 수 있게 설계하며, 19대의 소형 고정익 무인기를 이용한 비행시험을 통해 제안한 군집 유도 알고리듬의 성능을 확인하였다.