• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.606-609
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• 1995

To stabilize a satellite, a spin stabilization method is used for attitude control. The spin stabilization uses the centrifugal force of a pendulum damper which is tilted long boom, to stabilize the unstable satellite. In this paper, an inverted pendulum system is implemented which is similar to the spin stabilization method. Study on the velocity of the rotation axis and the inverted pendulum's angle stability is shown. We designed a controller using a 32bit TMS320C31 DSP for the CPU and also performances by PLD control and Sliding Mode Control is compared.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.157-163
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• 2011

본 논문에서는 ARS(Attitude Refrence System)를 이용하여 모바일 역진자 로봇의 수평유지와 주행을 위한 자세 제어를 연구하였다. 현재 미국 및 여러 나라에서는 모바일 역진자 로봇에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며 이를 이용한 세그 웨이 등을 개발하고 있다. 이러한 2자유도를 이용한 모바일 역진자 로봇은 다양한 모드로 움직일 수 있다. 모바일 역진자 로봇이 2바퀴로 수직 자세를 취하면 시스템이 안정을 취하기 위하여 항상 앞, 또는 뒤로 넘어지려는 성질을 가진다. 현재 자이로센서와 가속도센서를 혼합하는 알고리즘은 칼만필터가 일반적으로 이용되고있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서 ARS는 2축의 자이로 각(roll, pitch)과 3축의 가속도계 값(x, y, z)값으로 자세를 계산하도록 하였다. 본 논문은 자율주행시스템인 2발 로봇 시스템으로 간단하지만 원하는 성능을 발휘할 수 있는 ARS와 PID 알고리즘을 이용한 자세 제어를 실현하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제11권6호
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• pp.57-64
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• 1994

This paper proposes a fuzzy tuning PID controller for straight line type inverted pendulum. The conventional PID controller which is used widely in industrial field has fatal drawback on determining control gains for practical system. The proposed controller tunes the gains automatically based on fuzzy urle derived from the experience of expert operator. The results of simulation and experiment show the efficiency of the proposed control method comparing with conventional PID control method in terms of rising time, overshoot, and overall errors.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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• pp.49-50
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• 2005

This paper presents a scheme for state observer-based stabilization control of inverted pendulum systems. The feedback gain matrices of both the state feedback controller and the state observer are obtained by a real-coded genetic algorithm(RCGA) such that the given performances indices are minimized.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.8-14
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• 2013

본 논문에서는 친환경 이동 수단인 이륜 역진자 로봇을 기존의 방법보다 더욱 안정적으로 밸런싱 하기 위한 제어시스템을 구현하였다. 먼저 이륜 역진자 로봇의 제어시스템을 퍼지 제어구조로 선택하고, 적절한 소속함수 요소 값들을 지정된 3종류의 무게에 따라 시행착오적으로 구하였다. 임의의 무게에 따른 퍼지 소속 함수 요소 값을 구하기 위해 3종류의 무게에 따른 퍼지 소속함수 요소 값을 신경회로망으로 튜닝한 뒤 퍼지 제어시스템에 적용하여 보다 안정적인 제어가 가능 하도록 제어시스템을 구현하였다. 구현된 제어시스템을 실제 로봇에 적용시켜 본 결과, 기존의 퍼지 제어시스템에 비해서 본 논문에서 제안한 신경회로망으로 튜닝한 퍼지 제어시스템이 보다 우수함을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.58-62
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• 2002

This paper proposes a new nonlinear controller to swing-up an inverted pendulum system mounted on a car. This controller considers not only the pendulum but also the displacement of the cart. A single-input multi-output system is considered to control the inverted pendulum by using partial feedback linearization and nonlinear additional input. The asymptotic stability of the system is shown by using Lyapunov function. The simulation results show effectiveness of the proposed controller.

• 한국통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.372-384
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• 1993

로보트 제어와 로케트의 자세 제어에 관련하여 도립 진자 시스템은 제어 이론과 응용면에서 흥미 있는 문제이다. 일반적으로 도립 진자 시스템을 제어하기 위하여 소신호 모델에 의한 근사화 모델이 사용되었다. 본 논문에서는 미분 다양체 이론을 기초로 한 비선형 제어 이론을 도입 진자 시스템에 적용하고자 한다. 먼저 비선형 모델을 비선형 상태 궤환을 이용하여 근사 선형화 모델로 변환시키고, 선형화 모델에 극점 배치를 통하여 선형 제어기를 설계하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 기법을 Tayler 급수의 3차 선형화모델과 비교하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.162-172
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• 2011

본 논문에서는 LEGO NXT 마인드스톰을 사용하여 이륜 도립진자 로봇을 제작하고 MATLAB/SIMULINK를 이용한 모델 기반 설계 방법으로 제어기를 구현한 임베디드 시스템을 제안하였다. 먼저 이륜 도립진자 로봇의 모델링과 시뮬레이션을 통해 제어기의 성능과 안정성을 확인한 다음 시뮬레이션 프로그램을 직접 코드 변환하여 실험으로 설계된 제어기의 유효성을 확인하였다. 이륜 도립진자 로봇은 도립진자 원리를 이용한 자율 자세 제어를 기본 기능으로 하고 목적지까지 주행이 가능한 로봇이다. 제어기는 2차의 최적제어 방법으로 설계된 상태궤환 제어기를 이용하였다. 2차의 최적제어는 성능 지수 함수 �じ� 최소로 하는 이득행렬 �ジ� 구해 상태궤환 제어기의 이득으로 쓰는 방법으로 이득 설정 방법이 용이하여 이륜 도립진자 로봇의 제어기로 사용할 수 있다. 이륜도립진자 로봇의 제어기를 설계한 후 실험으로 자세 제어 성능과 외란 응답성, 무선 조종 주행 성능, 라인 주행 및 장애물 회피 성능을 확인하였다.

• International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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• 제15권2호
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• pp.126-131
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• 2015

Studies on the control of inverted pendulum type systems have been widely reported. This is because this type of system is a typical complex nonlinear system and may be a good model to verify the performance of a proposed control system. In this paper, we propose the design of two fuzzy logic control systems for the control of a Segway mobile robot which is an inverted pendulum type system. We first introduce a dynamic model of the Segway mobile robot and then analyze the system. We then propose the design of the fuzzy logic control system, which shows good performance for the control of any nonlinear system. In this paper, we here design two fuzzy logic control systems for the position and balance control of the Segway mobile robot. We demonstrate their usefulness through simulation examples. We also note the possibility of simplifying the design process and reducing the computational complexity. This possibility is the result of the skew symmetric property of the fuzzy rule tables of the system.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.71-80
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• 1996

본 논문은 진화연산 중 실수값 탐색에 유리한 진화전략(Evolution Strategies)을 이용하여 대표적인 비선형 시스템인 도립전자(Inverted Pendulum)의 안정화 및 위치제어를 실현한다. 도립진자의 제어입력은 진자의 상태변수 x, $, $, $ 의공간을 나누어 그 공간에해당되는 염색체의 원소가 된다. 일바적으로 염색체의 길이가 길어지면 최적의해를 탐색하기 위한 진화시간은 길어진다. 따라서 본 논문에서는 진화속도를 개선하기 위하여, 서로 대칭이 되는 진자의 구간에 대해서는 제어입력을 따로 구하지 않고 그 제어입력의 부호만 바꾸어 주는 방식을 채용하여 상태공간을 반으로 줄이는 방법을 제안하였으며, 진자의 수레가 제어 목표점에서 멀리 떨어져 있는 경우와 가까이 있는 경우로 나누어, 염색체의 진화과정을 2단계에 걸쳐 수행하게 함으로써 염색체의 진화속도의 개선은 몰룬 시스템 전체의 성능을 향상시켰다. 또 하나의 방법으로 신경회로망과 진화전략을 융합한 방법을 제안하고, 제안한 제어방식은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 그 유효성을 확인한다.