• 제목/요약/키워드: Discrete Time Control

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외란 관측기 기반의 이산시간 전동기 추종제어 (Discrete Time Tracking Control of Motor Based on Disturbance Observer)

  • 전용호;강정욱
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.511-518
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    • 2021
  • 전동기의 좋은 추종 성능을 얻기 위해서는 외란 관측기가 포함되어 외란에 대응할 수 있는 제어기를 설계하는 것이 필요하다. 전동기의 외란 관측기는 1차 저역통과 필터를 기반으로 부하 토크과 역기전압을 추정하도록 설계하였다. 외란 관측기와 제어기의 상호관계를 비교하고, 개선된 제어 성능을 얻기 위하여 PI 제어기와 IP 제어기를 설계하였다. 설계된 관측기와 제어기의 성능을 확인하고자 120 [W]급의 BLDC 전동기에 적용하였다. 그 결과 오버슈트가 줄어들며, 정상상태 오차가 영으로 수렴하는 것을 확인할 수 있다.

휠-다리 로봇의 장애물극복 모션 계획 및 제어 방법 (Motion Planning and Control of Wheel-legged Robot for Obstacle Crossing)

  • 정순규;원문철
    • 로봇학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.500-507
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    • 2022
  • In this study, a motion planning method based on the integer representation of contact status between wheels and the ground is proposed for planning swing motion of a 6×6 wheel-legged robot to cross large obstacles and gaps. Wheel-legged robots can drive on a flat road by wheels and overcome large obstacles by legs. Autonomously crossing large obstacles requires the robot to perform complex motion planning of multi-contacts and wheel-rolling at the same time. The lift-off and touch-down status of wheels and the trajectories of legs should be carefully planned to avoid collision between the robot body and the obstacle. To address this issue, we propose a planning method for swing motion of robot legs. It combines an integer representation of discrete contact status and a trajectory optimization based on the direct collocation method, which results in a mixed-integer nonlinear programming (MINLP) problem. The planned motion is used to control the joint angles of the articulated legs. The proposed method is verified by the MuJoCo simulation and shows that over 95% and 83% success rate when the height of vertical obstacles and the length of gaps are equal to or less than 1.68 times of the wheel radius and 1.44 times of the wheel diameter, respectively.

다수 표면실장기계를 포함하는 PCB 조립라인의 라인균형화 알고리즘 설계 (Design of a line balancing algorithm for the PCB assembly line including multiple surface mounters)

  • 김진철;이성한;김대원;이범희
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.381-388
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    • 1997
  • This paper proposes a heuristic algorithm to efficiently perform line balancing in the PCB assembly line including multiple surface mounters efficiently. Generally, the problems in line balancing are classified into two kinds. Firstly, is the determining of the minimum number of machines required for achieving the desired production rate. Secondly, is the assign of jobs to multiple machines in order to minimize the cycle time which is defined as a maximum among the working times of machines when the number of machines is fixed. In this paper, we deal with the latter. We consider a PCB assembly line, including the multiple surface mounters arranged serially as a target system. Also, the conveyor is assumed to move at a constant speed and have no buffer. Considering that the minimum number of machines required for the desired production rate is a discrete nonincreasing function which is inversely proportional to the cycle time, we propose an optimization algorithm for line balancing by using the binary search method. The algorithm is validated through computer simulation, the results of which show that their shapes coincide nearly with those of optimal line balancing efficiency graphs regardless of the number of components, the performance of surface mounters, and the structure of assembly line.

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확장된 DEVS 형식론 기반 페더레이션의 변환을 통한 C3 복합 체계의 분석 방법 (Method for Analysis of C3 System of Systems Using Transformation of Federation Based on an Extended DEVS Formalism)

  • 강봉구;김탁곤
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.13-21
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    • 2018
  • 통신 시스템과 지휘통제 시스템으로 구성된 C3 시스템에 대한 복합체계 기반 분석 방법은 상세한 분석이 가능하다는 장점을 지니지만, 한 번 수행하는데 긴 실행 시간을 요구하고, 이는 다양한 시나리오의 분석을 어렵게 한다. 이를 해결하기 위해, 본 논문에서는 페더레이션으로부터 단일 시뮬레이션으로의 변환 기법을 통한 C3 복합 체계 분석 방법에 대해 제안한다. 본 변환 기법은 분석하고자 하는 이외의 시스템을 추상하여, 정확성을 유지하면서 실행 시간을 단축하고, 이는 model hypothesis와 function identification이 주가 된다. model hypothesis에서는 확장된 DEVS 형식론을 통해 시뮬레이션 가능한 추상화된 모델을 구성할 수 있고, function identification에서는 해당 모델이 타 시스템으로부터 받는 영향을 표현할 수 있다. 통신 및 C2 시스템 분석에 대한 실험을 통해, 제안한 방법은 일정 오차 범위 이내에서 정확성을 보존하면서 시뮬레이션 시간을 단축하였고, 이를 통해 C3 이외의 다양한 복합 체계에 대한 탐색적 분석이 가능할 것으로 기대한다.

유리차수 적분을 이용한 전동기 속도제어 (Motor Speed Control Using the Fractional Order Integral)

  • 전용호;강정욱
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.503-510
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    • 2021
  • 본 연구는 유리 차수 미분의 수학적인 방법을 시스템의 응답을 제어하는 제어기에 적용하고자 한다. 따라서 제어기로 구성하기 위해서는 유리수 지수에 대한 적분기를 이산시간으로 변환하여 설계한다. IP 제어기는 오차에 대한 적분제어기를 구성하고 비례제어기는 시스템 출력만 적용하는 구조이다. 유리 차수 적분기를 IP 제어기의 적분제어기에 활용함으로 제어기를 설계한다. 먼저 PI 제어기와 IP 제어기의 성능을 비교하고, 설계된 제어기를 전동기의 속도 제어에 적용한다. 그 결과 전동기의 출력상태인 속도가 균일하며 정밀한 제어 성능을 얻을 수 있었다. 정상상태의 속도오차가 0.1 [%] 이내 이고, 오버슈트가 없는 정밀하며 균일한 속도 제어 성능을 가짐을 확인할 수 있었다.

이동 통신망에서 적응형 구조의 호 저하 시간 비율 추정 (Estimation of Degradation Period Ratio for Adaptive Framework in Mobile Cellular Networks)

  • 정성환;이세진;홍정완;이창문
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회/대한산업공학회 2003년도 춘계공동학술대회
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    • pp.441-447
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    • 2003
  • Recently there is a growing Interest In mobile cellula r network providing multimedia service. However, the link bandwidth of mobile cellular network is not sufficient enough to provide satisfactory services to use rs. To overcome this problem, an adaptive framework has been proposed in this study, we propose a new method of estimating DPR(degradation period ratio) in an adaptive multimedia network where the bandwidth of ongoing call can be dynamically adjusted during its lifetime. DPR is a QoS(quality of service) parameter which represents the ratio of allocated bandwidth below a pre-defined target to the whole service time of a call. We improve estimation method of DPR using DTMC(discrete time Markov chain) model. We also calculate mean degradation period and degradation probability more precisely than in existing studies. Under Threshold CAC(call admission control) algorithm, we present analytically how to guarantee QoS to users and illustrate the method by numerical examples. The proposed method is expected to be used as one of CAC schemes in guaranteeing predefined QoS level of DPR

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Real-Time HIL Simulation of the Discontinuous Conduction Mode in Voltage Source PWM Power Converters

  • Futo, Andras;Kokenyesi, Tamas;Varjasi, Istvan;Suto, Zoltan;Vajk, Istvan;Balogh, Attila;Balazs, Gergely Gyorgy
    • Journal of Power Electronics
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    • 제17권6호
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    • pp.1535-1544
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    • 2017
  • Advances in FPGA technology have enabled fast real-time simulation of power converters, filters and loads. FPGA based HIL (Hardware-In-the-Loop) simulators have revolutionized control hardware and software development for power electronics. Common time step sizes in the order of 100ns are sufficient for simulating switching frequency current and voltage ripples. In order to keep the time step as small as possible, ideal switching function models are often used to simulate the phase legs. This often produces inferior results when simulating the discontinuous conduction mode (DCM) and disabled operational states. Therefore, the corresponding measurement and protection units cannot be tested properly. This paper describes a new solution for this problem utilizing a discrete-time PI controller. The PI controller simulates the proper DC and low frequency AC components of the phase leg voltage during disabled operation. It also retains the advantage of fast real-time execution of switch-based models when an accurate simulation of high frequency junction capacitor oscillations is not necessary.

실시간 영상압축과 복원시스템을 위한 DWT기반의 영상처리 프로세서의 VLSI 설계 (VLSI Design of DWT-based Image Processor for Real-Time Image Compression and Reconstruction System)

  • 서영호;김동욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권1C호
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    • pp.102-110
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    • 2004
  • 본 논문에서는 이차원 이산 웨이블릿 변환을 이용한 실시간 영상 압축 및 복원 프로세서의 구조를 제안하고 ASIC(Application specific integrated circuit) 라이브러리를 이용하여 최소의 하드웨어로 구현하였다. 구현된 하드웨어에서 데이터 패스부는 웨이블릿 변환과 역변환을 수행하는 DWT 커널(Kernel)부, 양자화기 및 역양자화기, 허프만 엔코더 및 디코더, 웨이블릿 역변환 시 계수의 덧셈을 수행하는 덧셈기 및 버퍼, 그리고 입출력을 위한 인터페이스와 버퍼로 구성하였다. 제어부는 프로그래밍 레지스터와 명령어를 디코딩하여 제어 신호를 생성하는 주 제어부, 그리고 상태를 외부로 알리는 상태 레지스터로 구성된다. 프로그래밍 조건에 따라서 영상을 압축할 때의 출력은 웨이블릿 계수, 양자화 계수 혹은 양자화 인덱스, 그리고 허프만 코드 중에서 선택하여 발생할 수 있고 영상을 복원할 때의 출력은 허프만 디코딩 결과, 복원된 양자화 계수 그리고 복원된 웨이블릿 계수 중에서 선택하여 발생할 수 있다. 프로그래밍 레지스터는 총 16개로 구성되어 있는데 각각이 한번의 수직 혹은 수평 방향의 웨이블릿 변환을 수행할 수 있고 각각의 레지스터들이 차례대로 동작하기 때문에 4 레벨의 웨이브릿 변환을 한번의 프로그래밍으로 수행가능하다. 구현된 하드웨어는 Hynix 0.35m CMOS 공정의 합성 라이브러리를 가지고 Synopsys 합성툴을 이용하여 게이트 레벨의 네트리스트(Netlist)를 추출하였고 이 네트리스트로부터 Vela 툴을 이용하여 타이밍정보를 추출하였다. 추출된 네트리스트와 타이밍정보(sdf 파일)를 입력으로 하여 NC-Verilog를 이용하여 타이밍 시뮬레이션을 수행하여 구현된 회로를 검증하였다. 또한 Apollo 툴을 이용하여 PNR(Place and route) 및 레이아웃을 수행하였다. 구현된 회로는 약 5만 게이트의 적은 하드웨어 자원을 가지고 최대 80MHz에서 동작 가능하였다.

MF디지탈 수신기의 설계에 관한 고찰 (A Study on the Design of Multifrequency Digital Receiver)

  • 오덕길;김진태;박항구
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.27-33
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    • 1984
  • 본 논문은 TDM 전자교환기의 국간신호 장비인 CCITT R2-MF 수신기(32CH용)의 디지탈 하드웨어 실현에 관한 실험적인 연구이다. MF 검출을 위한 DSP(digital signal Processing)방법은 여러 가지가 있지만 본 수신장치의 요구조건은 특정 주파수의 예민한 주파수 응답 특성과 그의 유무 판별이 필요하므로 DFT(discrete Fourier transform)에 의한 방법이 가장 효율적이다 이의 실현은 실 시간 처리를 위해 "bit-slice micro-processor"인 Am2900 series를 사용, micro-programming 기법을 도입하여 고속처리를 하였다. 그리고 전 시스템 제어를 위하여 Z-80A processor를 사용, 하드웨어 및 소프트웨어의 융통성을 최대한 높임으로서 TDM 전자교환기의 국간 신호장치로서의 활용 가능성을 확인하였다.

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WDFT를 이용한 자동차 엔진의 실화검출 (Detection of Misfire in Car Engines using Walsh Discrete Fourier Transform)

  • 김종부;이태표;오정수;임국현
    • 전자공학회논문지T
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    • 제35T권1호
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    • pp.67-74
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    • 1998
  • 자동차 배기가스의 증가요인인 실화발생을 감지하고 실화가 발생하는 기통까지 판별하기 위하여 종래에는 크랭크각속도를 측정하는 방법을 이용하였으나 이 방법은 고속의 회전시 감지가 어려운 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 논문은 이산 월쉬-푸리에(Walsh Discrete Fourier Transform; WDFT)를 이용하여 고속의 엔진회전수에서도 실화발생여부를 판단 가능하게 하였고, 월쉬함수의 Moving window방식을 이용하여 다기통 실화발생에 대한 기통판별까지 가능하게 하였다. 이상의 내용을 시스템으로 구현하여 무부하 Idle상태와 운전상태(Drive)에서 시험한 결과도 실화발생여부를 감지하는데 기존의 방법보다 더 효과적임을 알 수 있었다.

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