• 제목/요약/키워드: Matlab/Simulink Model

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3D Modeling and Balancing Control of Two-link Underactuated Robots using Matlab/Simulink

  • Yoo, Dong Sang
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제17권4호
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    • pp.255-260
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    • 2019
  • A pendubot is a representative example of an underactuated system that has fewer actuators than the degree of freedom of the system. In this study, the characteristics of the pendubot are first reviewed; each part is then designed using Solidworks by dividing the pendubot into three parts: the base frame, first link frame, and second link frame. These three parts are then imported into the Simulink environment via a STEP file format, which is the standard protocol used in data exchange between CAD applications. A 3D model of the pendubot is then constructed using Simscape, and the usefulness of the 3D model is validated by a comparison with a dynamic equation derived using the Lagrangian formulation. A linearized model around an upright equilibrium position is finally obtained, and a sliding mode controller is designed based on the linear quadratic regulator. Simulation results showed that the designed controller effectively maintained upright balance of the pendubot in the presence of disturbance.

Simulink를 이용한 터그보트의 샤프트제너레이터 물리모델링 및 연료소모율 검증 시뮬레이션에 관한 연구 (A Study on the Physical Modeling of the Shaft Generator and the Fuel Consumption Verification Simulation of a Tugboat using Simulink)

  • 김성동;김남호
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.7-13
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    • 2021
  • 최근 해운산업에서는 환경규제에 대한 중요성이 높아지고 있으며, 이를 위한 산업의 요구가 급격히 높아지고 있다. 이에 샤프트제너레이터는 선박에 가장 빠르게 적용이 가능한 환경규제 대응기술로 선주의 요구가 증가하고 있다. 샤프트제너레이터는 메인추진엔진에 전동기를 설치하여, 부하환경에 따라 가변적으로 사용함으로 메인추진엔진의 연료소모율을 줄일 수 있는 장치이다. 저속에서는 모터의 힘으로 동작하고, 급격한 부하가 필요할 때에는 메인추진엔진과 모터가 함께 동작함으로 효율적인 운전이 가능하다. 본 논문에서는 MATLAB Simulink를 이용하여 터그보트의 디젤엔진과 샤프트제너레이터를 모델링하고, 시뮬레이션을 통해서 연료소모율을 검증하였다.

퍼지 추론을 이용한 주차지원 시스템의 경로추종 운동제어 (Path Tracking Motion Control using Fuzzy Inference for a Parking-Assist System)

  • 김승기;장효환;김창환
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.1-9
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    • 2009
  • A parking-assist system is defined that a driver adjusts vehicle velocity through brake pedal operation and parking-assist system controls the motion of the vehicle to follow a collision-free path. In this study, a motion control algorithm using Fuzzy inference is proposed to track a maneuvering clothoid parallel path. Simulations are performed under SIMULINK environments using MATLAB and CarSim for a vehicle model. As the vehicle model in MATLAB a bicycle model is used including lateral dynamics. The simulation results show that the path tracking performance is satisfactory under various driving and initial conditions.

휠로더 가상 성능평가를 위한 V상차 작업 운전자 모델 (Development of Wheel Loader V-Pattern Operator Model for Virtual Evaluation of Working Performance)

  • 오광석;김학구;고경은;김판영;이경수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권11호
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    • pp.1201-1206
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    • 2014
  • 본 논문에서는 가상의 V상차 작업을 위한 이벤트 기반의 휠로더 운전자 모델을 개발하였다. 운전자 모델 개발의 목적은 휠로더의 일반적인 작업인 V상차 작업 시 동역학적 해석과 작업성능을 가상의 시뮬레이션 모델과 운전자 입력을 이용해 예측 및 평가하는 것이다. V상차 작업은 4단계로 이루어져 있으며, 총 8 개의 이벤트로 인해 순차적으로 작업이 진행된다. 개발된 3D 휠로더 시뮬레이션 모델은 Matlab/Simulink 환경에서 구성 되었으며, 시뮬레이션 결과는 V상차 작업의 실차 데이터와 비교 되었다. 본 연구에서 개발된 운전자 모델로 향후 가상의 V상차 작업에 대한 작업성능 및 동역학적 해석이 가능할 것으로 본다.

터보 축 엔진의 동적특성 해석 및 시뮬레이션 (Simulation and Analysis of Dynamic Characteristics of a Turbo-shaft Engine)

  • 김세현;김해동;박성수;윤석준;김재환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.315-318
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    • 2007
  • MATLAB/$SIMULINK^{TM}$ 환경 기반에서 일반적인 터보 축 엔진의 천이상태 및 시동 특성 해석을 위한 동적 시뮬레이션을 수행하였다. 터보축 엔진 구성품을 열역학 및 로터 동역학적인 관계식을 이용하여 모델을 구성하였다. 엔진 시동 특성은 보조동력장치에서 발생한 축력을 엔진 터빈에 전달시켜 엔진 각 구성품에서의 압력, 온도 및 축력의 변화 등에 대한 해석을 수행하였으며, 정상상태에서 작동 중인 모델엔진의 연료유량 변화에 대한 엔진 작동상황을 모사해 봄으로써 엔진 천이 특성에 대한 해석을 수행하였다. 향후, 엔진 제어기능을 기본 모델에 추가함으로써 보다 다양한 엔진 성능 시뮬레이션이 가능할 것으로 사료된다.

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매트랩 CMDPS와 카심 기반 완전차량모델의 동시시뮬레이션 기술에 관한 연구 (Study on Concurrent Simulation Technique of Matlab CMDPS and A CarSim Base Full Car Model)

  • 장봉춘
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.1555-1560
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    • 2013
  • 칼럼 타입의 전동조향장치(MDPS) 시스템은 차량 안전성과 연료 효율 향상을 보장하기에 승용차에 보편적으로 장착하고 있다. 시스템 해석과 제어기 개발을 위해서는 보통 Mechanical Simulation사에서 제작한 CarSim 프로그램과 매트랩 시뮬링크의 두 프로그램을 이용하여 제어 알고리즘과 차량 모델이 결합되어 하나의 시스템처럼 동시에 동작하도록 시뮬레이션을 수행한다. 매트랩 시뮬링크의 MDPS 제어 시스템과 완전 차량 모델의 동시시뮬레이션 기술개발에 대한 구체적이 방법이 소개된 적이 없기에 본 연구에서 상세히 소개하기로 한다. 본 연구에서는 사인 파형의 조향핸들입력을 이용한 시뮬레이션 결과가 보여 지고 실험결과와 잘 비교되었다. 이러한 동시시뮬레이션 기술은 차량의 핸들링 성능 평가나 CMDPS 평가 수행 및 로직 튜닝을 위해 효과적으로 사용될 수 있다.

발전플랜트의 다단계 분산제어기 설계 (Design of a decentralized multilevel control for thermal power plant)

  • 이은호;김석우;김영철
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.1217-1220
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    • 1996
  • For the purpose of the good tracking to variable load demands of the thermal power plant, a decentralized multilevel control(DMC) scheme is presented. It is applied to the drum type boiler-turbine system which is simplified from Boryung T/P #1,2 model[4]. A linearized model is decomposed into three subsystems by means of linear transformation. Then the DMC based on such subsystem is designed. Simulation using Matlab-Simulink shows that the proposed algorithm works very well to the large step change of power demand.

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압축가스 방출 유압시스템 해석 및 제어 (The Analysis and Control of Compressed Gas Discharging System)

  • 장웅락;김정관;한명철;정찬희;박인기
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.458-462
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    • 2004
  • The hydraulic system for discharging compressed gas is composed of compressor tank, proportional flow control servo valve, expulsion spool valve and discharging tube. Purpose of this study is to control of expulsion spool valve. First, we analyzed the hydraulic system. The flow control servo valve is modeled as a 2nd order transfer function and friction force of the expulsion spool valve is modeled as nonlinear model with stribeck effect. However, it is difficult to include the flow reaction force in modeling. So, we exchanged from the simplified flow reaction force of the compressed gas affection into the flow analysis code written in FORTRAN code. Our simulation of the oil pressure system for discharging gas used MATLAB/Simulink. So, we realized 'Level -2 S-Function Fortran' to cooperate for MATLAB/Simulink and FORTRAN code. PD controller is selected to control in this system. Simulation results show that with given conditions the controllers give a good tracking performance.

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Dynamic Simulation and Analysis of the Space Shuttle Main Engine with Artificially Injected Faults

  • Cha, Jihyoung;Ha, Chulsu;Koo, Jaye;Ko, Sangho
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제17권4호
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    • pp.535-550
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    • 2016
  • Securing the safety and the reliability of liquid-propellant rocket engines (LREs) for space vehicles is indispensable as engines consist of many complex components and operate under extremely high energy-dense conditions. Thus, health monitoring has become a mandatory requirement, especially for the reusable LREs that are currently being developed. In this context, a dynamic simulation program based on MATLAB/Simulink was developed in the current research on the Space Shuttle Main Engine (SSME), a partly reusable engine. Then, a series of fault simulations using this program was conducted: at a steady state operating condition (104% Rated Propulsion Level), various simulated fault conditions were artificially injected into the simulation models for the five major valves, the pumps, and the turbines of the SSME. The consequent effects due to each fault were analyzed based on the time responses of the major parameters of the engine. It is believed that this research topic is an essential pre-step for the development of fault detection and diagnosis algorithms for reusable engines in the future.

실시간 운영체제를 적용한 제어시스템의 모델기반 설계 및 검증 (Model Based Design and Validation of Control Systems using Real-time Operating System)

  • 연제명;마주영;선우명호;이우택
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.8-17
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    • 2008
  • This paper presents the Matlab/Simulink-based software-in-the-loop simulation(SILS) environment which is the co-simulator for temporal and functional simulations of control systems. The temporal behavior of a control system is strongly dependent on the implemented software and hardware such as the real-time operating system, the target CPU, and the communication protocol. The proposed SILS abstracts the system with tasks, task executions, real-time schedulers, and real-time networks close to the implementation. Methods to realize these components in graphical block representations are investigated with Matlab/Simulink, which is most commonly used tool for designing and simulating control algorithms in control engineering. In order to achieve a seamless development from SILS to rapid control prototyping (RCP), the SILS block-set is designed to support automatic code generation without tool changes and block modifications.