• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1337-1338
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• 2015

In this paper, a new control technique using WIPDC(Weighted Integral Parallel Distributed Compensation) and ISMC(Integral Sliding Mode Control) is proposed for high performance and robust trajectory tracking control of a wheeled mobile robot. The WIPDC reduces the steady-state error by adding a weighted integral controller to the PDC. So, the trajectory tracking control using the WIPDC can obtain more accurate control performance than the PDC. And the ISMC based control input gives the mobile robot to preserve the system dynamics controlled by the WIPDC control input in spite of external disturbances. Therefore, the proposed control method shows a robust and precise trajectory tracking performance.

• 로봇학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.155-163
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• 2023

Auto Guided Vehicle (AGV) equipped with mecanum wheels can move in all directions, unlike ordinary wheeled AGVs. In this paper, we propose a robust trejectory tracking control method for the mecanum wheeled AGVs in the presence of disturbances. It is constructed by combining impedance control with Integral Sliding Mode Control (ISMC), which shows robust performance against disturbances, and adding a disturbance observer (DOB) that estimates and removes disturbances. Simulation result using MATLAB/SIMULINK shows that the proposed control method has robust performance in tracking the reference trajectory under the circumstance with disturbance. The control performance is further improved when the disturbance observer is additionally used. In addition, the performance of the proposed control method was verified through experiment. It shows the result of tracking the set trajectory well.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1203-1211
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• 2017

본 논문은 유연관절로봇의 추종성능과 정합과 비정합 외란 모두에 대한 강인성을 향상시키기 위한 강인한 제어기를 제안한다. 제안된 제어기는 백스테핑 외란관측기(DOB), 수동성기반 제어기(PBC)와 적분슬라이딩모드 제어기(ISMC)가 백스테핑기법 형태로 구성되어 있다. 백스테핑 DOB는 링크측의 비정합 외란을 고려하는데 사용되며 모터측의 기준입력을 제공하는 역할을 한다. IDA-PBC는 모터측의 추종제어를 수행하며 적분슬라이딩모드제어와 결합될 때 공칭제어기의 역할을 하며 전체 공칭제어시스템의 안정도를 보장받도록 한다. 반면에 적분슬라이딩모드제어는 정합조건을 만족시키는 모터측의 외란의 영향을 제거하는데 사용된다. 링크측의 제어기를 설계하는데 있어서는 PD타입의 임피던스제어기와 DOB가 결합됨으로써 강인한 제어특성과 함께 모터측의 기준입력에 적합한 연속적인 입력의 제공이 가능하도록 하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제8권6호
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• pp.339-344
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• 2004

Recent data have shown the importance of oxidative stresses in the pathogenesis of inflammatory bowel disease, crohn's disease and ulcerative colitis. $H_2O_2$, reactive oxygen species (ROS) donor, has been reported to act as a signaling molecule involved in a variety of cellular functions such as apo/ptosis and proliferation. In the present study, we investigated viability of cultured ileal smooth muscle cells (ISMC) after stimulation with $H_2O_2$. Trypan blue method revealed that the cell viability of ISMC treated with 1 mM $H_2O_2$ was not different from that of controls at up to 2 h time point, while treatment of ISMC with 1 mM $H_2O_2$ for 48 h finally induced significant decrease in the cell viability. Therefore, we evaluated whether $H_2O_2$ was capable of ERKs activation in ISMC for the short-term exposure and examined whether tyrosine kinase was involved in the process of ERK activation by $H_2O_2$ in ISMC. We also investigated the effects of $H_2O_2$ on activation of SAPK/JNK and p38 MAP kinase in ISMC. Thus, ISMC were cultured and exposed to $H_2O_2$, and western blot analysis was performed with phosphospecific MAP kinase antibodies. Robust activation of ERK occurred within 30 min of 1 mM $H_2O_2$ treatment. $H_2O_2-induced$ ERK activation was attenuated by a tyrosine kinase inhibitor, genistein, indicating that tyrosine kinase was probably involved in the ERK activation by $H_2O_2$. $H_2O_2$ was a moderate activator of SAPK/JNK, while p38 MAP kinase was not activated by $H_2O_2$. We suggest that ERK activation induced by short-term $H_2O_2$ treatment plays a critical role in cellular protection in the early stage of response to oxidative stress. The present study suggests the necessity of identification of MAPK signaling pathways affected by ROS, since it could ultimately elucidate cellular consequences involved in initiation and perpetuation of intestinal tissue damage in the diseases such as crohn's disease and ulcerative colitis, resulted from excessive ROS.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.173-179
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• 2017

본 논문은 고자유도의 로봇에 대한 강인한 임피던스제어를 제안한다. 자유도가 높은 로봇에 대해서 동특성기반으로 제어하기 위해서는 해석적인 로봇의 동특성확보가 거의 불가능하기 때문에 수치해석적인 모델을 사용하게 된다. 이에 근본적으로 모델링오차가 존재하고 작업공간에서 임피던스제어기를 설계하는 경우에 많은 개수의 관절의 움직임의 영향을 받기 때문에 강인제어의 필요성이 더욱 절실하다. 이에 모델링 불확실성과 외란의 존재와 상관없이 원하는 임피던스를 유지하기 위해서는 공칭계통의 동특성에 슬라이딩모드의 강인성을 추가할 수 있는 적분슬라이딩모드제어를 도입하였고 입력외란의 영향을 제거할 수 있는 외란 관측기를 동시에 적용한 강인한 임피던스제어기를 제안하였다. 외란과 모델 불확실성이 존재함에도 불구하고 공칭계통을 기반으로 한 임피던스제어기의 특성을 그대로 유지할 수 있는 제어기가 설계되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1694-1704
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• 2015

본 논문에서는 병렬 분산 보상 (PDC) 제어와 적분 슬라이딩 모드 제어 (ISMC)를 결합하여 바퀴형 이동 로봇의 강인한 궤도 추적 제어 방법을 새롭게 제안한다. PDC 제어 방법은 다른 비선형 제어 방법에 비해 비교적 간단하고 사용이 편리하다. 그리고 ISMC는 상태 변수들을 원하는 공칭 동특성을 갖는 슬라이딩 평면에 배치함으로써 초기 순간부터 모델 불확실성 및 외란에 대해 강인하고 안정적인 제어 특성을 갖게 할 수 있다. 그러므로 제안된 PDC+ISMC 궤도 추적 제어 방법은 외란에도 불구하고 강인한 궤도 추적 제어 성능을 보여준다. 제안된 궤도 추적 방법에 대해 시뮬레이션을 통하여 외란이 있는 경우의 궤도 추적 성능을 확인하였다. 제안된 방법은 외란이 증가하더라도 외란이 없을 때의 PDC 제어 방법에 의한 궤도 추적 성능을 유지하였다. 그러나 PDC 궤도 추적 방법은 외란의 크기가 증가하면 제안된 방법과는 달리 궤도 추적 오차가 크게 증가함을 알 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
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• 제7권2호
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• pp.159-173
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• 2007

In this paper, an intelligent sliding-mode position controller (ISMC) for achieving favorable decoupling control and high precision position tracking performance of permanent-magnet synchronous motor (PMSM) servo drives is proposed. The intelligent position controller consists of a sliding-mode position controller (SMC) in the position feed-back loop in addition to an on-line trained fuzzy-neural-network model-following controller (FNNMFC) in the feedforward loop. The intelligent position controller combines the merits of the SMC with robust characteristics and the FNNMFC with on-line learning ability for periodic command tracking of a PMSM servo drive. The theoretical analyses of the sliding-mode position controller are described with a second order switching surface (PID) which is insensitive to parameter uncertainties and external load disturbances. To realize high dynamic performance in disturbance rejection and tracking characteristics, an on-line trained FNNMFC is proposed. The connective weights and membership functions of the FNNMFC are trained on-line according to the model-following error between the outputs of the reference model and the PMSM servo drive system. The FNNMFC generates an adaptive control signal which is added to the SMC output to attain robust model-following characteristics under different operating conditions regardless of parameter uncertainties and load disturbances. A computer simulation is developed to demonstrate the effectiveness of the proposed intelligent sliding mode position controller. The results confirm that the proposed ISMC grants robust performance and precise response to the reference model regardless of load disturbances and PMSM parameter uncertainties.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.379-386
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• 2021

본 연구 목적은 미세조류 대량생산을 위한 ICT와 BT기술이 융합된 계단식 연속 배양 시스템(CCCS)을 개발함에 있다. 본 시스템은 미세조류 성장에 필요한 주요 운전변수인 pH, 온도, 이산화탄소와 조도 제어를 통해 실시간 배양조건 유지를 통해 세포성장 증진과 계절과 장소에 관계없이 미세조류를 생산할 수 있어 경제성이 확보 된 시스템이다. 또한, 안정적이고 높은 생산성을 제공하는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 이 시스템을 활용하여 71일간 미세조류를 배양하고 실험 데이터를 분석하였다. 그 결과, 배양초기 O.D.는 수조1에서 0.006로 측정되었으며 이후 배양 71일, O.D.는 수조1: 0.399, 수조2: 0.961, 수조3: 0.795 그리고 수조4: 0.438로 측정되었다. 따라서 배양기간 동안 연속적인 배양이 가능함이 확인되었다. 대량 배양 방식인 ISMC (In-situ monitoring and control)기반 스마트팜을 제시하고, 본 개발기술을 통해 미세조류 이외의 수경재배 기반의 약용식물 등에 적용하여 식품, 화장품 그리고 의료 소재용 고부가가치 식물 재배에도 적용이 가능한 상업화 적합 기술이라 사료된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.643-650
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• 2017

최근에 유연관절로봇의 제어는 로봇시스템에 있어서 다양한 적용가능성이 증가하고 있기 때문에 점점 그 중요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 유연관절로봇의 제어에 있어서 적분슬라이딩모드제어기와 백스테핑제어기법을 도입하여 강인성을 증가시키는 방법을 제안한다. 슬라이딩모드제어기를 사용하여 강인성을 향상시키기 위해서는 제어대상이 정합조건을 만족시켜야 하는데 유연관절로봇은 이 조건을 만족시키지 못한다. 유연관절로봇은 링크측과 모터측으로 나누어 생각할 수 있고 각 측에 외란이 존재하나 실제입력은 모터측에 존재하기 때문에 링크측 외란은 정합조건을 만족시킬 수 없으므로 슬라이딩모드제어기로 제거하기가 어렵다. 이에 본 논문에서는 백스테핑을 도입하여 이러한 비정합 문제를 해결함으로써 링크측 외란의 영향을 제거할 수 있도록 한다. 이와 더불어 임피던스제어 성능을 가질 수 있도록 적분슬라이딩모드제어기를 함께 사용한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.416-422
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• 2017

인간과 로봇이 같은 공간에서 작업을 할 경우가 많아짐에 따라 안전성을 고려한 로봇의 제어가 필요하다. 안정성을 위해서 로봇은 인간의 힘에 순응해야 함으로 낮은 임피던스가 요구되는 반면에 높은 제어성능을 갖도록 하기 위해서는 외란에 강인하기 위해서는 높은 임피던스가 요구된다. 이러한 이율배반적인 목적을 달성하기 위해서 본 연구에서는 적분슬라이딩모드와 외란관측기(DOB)를 사용하여 인간의 힘 이외의 외란에는 강인한 특성을 보이고 인간의 힘에는 순응할 수 있는 제어기를 설계한다. 인간의 동작이 특정 주파수의 범위에 있다는 사실에 근거하여 인간에 의한 외란인 경우의 외란에 대해서는 로봇이 순응하도록 슬라이딩모드를 설계하는 것이 본 논문의 독창적인 아이디어이다.