• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권5호
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• pp.633-645
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• 2022

The active tuned mass damper (ATMD) is an efficient and reliable structural control system for mitigating the dynamic response of structures. The inertial force that an ATMD exerts on a structure to attenuate its otherwise large kinetic energy and undesirable vibrations and displacements is proportional to its excursion. Achieving a balance between the inertial force and excursion requires a control law or feedback mechanism. This study presents a technique for the optimum design of a sliding mode controller (SMC) as the control law for ATMD-equipped structures subjected to earthquakes. The technique includes optimizing an SMC under an artificial earthquake followed by testing its performance under real earthquakes. The SMC of a real 11-story shear building is optimized to demonstrate the technique, and its performance in mitigating the displacements of the building under benchmark near- and far-fault earthquakes is compared against that of a few other techniques (proportional-integral-derivative [PID], linear-quadratic regulator [LQR], and fuzzy logic control [FLC]). Results indicate that the optimum SMC outperforms PID and LQR and exhibits performance comparable to that of FLC in reducing displacements.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.405-413
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• 2006

본 논문에서는 비선형 동적 마찰 성분을 효과적으로 보상하고 적응적으로 제어함으로써 차세대 항만 자동화 이송시스템으로 주목받고 있는 LMTT(linear motor-based transfer technology)의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 셔틀카(shuttle car)와 컨테이너들의 다양한 중량과, 이로 인해 발생하는 동적 마찰 특성 파라미터들을 정확하게 추정할 수 있는 관측기를 설계하였다. 적응 backstepping 제어 기법을 적용하여 시스템이 안정하게 제어될 수 있도록 하는 제어기를 설계하였다. 시스템은 변화하는 환경에 대하여 높은 적응성을 가질 수 있어 여러 종류의 부하는 물론 마찰 특성의 변화에도 양호한 제어 특성을 유지할 수 있었다. 제안한 제어시스템의 타당성을 보여주기 위해 축소된 형태의 LMTT 시뮬레이터를 제작하여, 이에 대해 시뮬레이션과 실험만을 수행하여 제안하는 방법의 타당성과 실현성을 입증하고자 하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권1호
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• pp.55-64
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• 2007

일반적으로 서보 제어 시스템에서 비선형 동적 특성을 갖는 마찰력은 제어기 성능에 악영향을 미친다. 특히, 선형으로 고려된 시스템에 제어기 이득을 잘 설계한다 하더라도 마찰 현상에 포함된 동적으로 변화하는 dead zone에 의한 정상상태 오차 및 리미트 사이클(limit Cycle) 등을 야기한다. 따라서, 본 논문에서는 비선형 동적 마찰 성분을 효과적으로 보상하고 적응적으로 제어함으로써 차세대 항만 자동화 이송시스템으로 주목받고 있는 LMTT(linear motor-based transfer technology) 시스템의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 제어대상은 셔틀카(shuttle car)와 컨테이너들의 다양한 중량과, 이로 인해 발생하는 동적 마찰 특성 파라미터들의 변화가 발생하므로 마찰력 내부 파라미터들의 추정이 요구된다. 제안하는 방법은 적응 backstepping 제어 기법으로 시스템이 안정하게 제어될 수 있는 조건으로 내부 파라미터 추정기를 설계하여 비선형 동적 마찰력을 보상하도록 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.325-333
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• 2016

본 연구는 솔더링 시스템에서 세라믹 인두기의 온도 제어를 위한 제어기 설계 알고리즘을 제안하고, 제어 실험으로 그 유효성을 보였다. 솔더링 시스템의 세라믹 인두기 온도 응답 특성이 매우 느리며 제어 입력에 비선형인 특성을 갖고 있어 정밀한 모델링과 제어기 설계에 어렵다. 본 연구에서는 전제부 변수가 제어 입력이고 결론부가 전달함수인 퍼지 규칙들로 구성된 TSK 퍼지 모델로 세라믹 인두기 온도 특성을 표현하였다. 퍼지 모델 결론부의 전달함수는 계단 입력 응답으로부터 구한다. 세라믹 인두기 온도 응답 특성이 매우 느리므로 완전한 계단 입력 응답을 구하기가 어렵다. 불완전한 계단 입력 응답으로 전달함수를 구하는 방법으로 유전적 알고리즘(GA)을 사용하는 것을 제안하며, 예제들로 제안한 그 유효성을 보였다. 또한 TSK 퍼지 모델로부터 퍼지 제어기를 설계하는 방법도 제안하며 그 유효성을 예제 시뮬레이션으로 확인하였다. 제안한 방법들을 세라믹 인두기 온도 제어에 적용하여 실험 하였다. 퍼지 모델의 규칙은 7개로 구성되었으며 퍼지 제어기의 결론부는 PI 제어기로 하였다. 제안한 퍼지 제어기의 실험 결과는 선형 제어기보다 우수하였으며 퍼지 PID 제어기를 사용한 기존 연구 결과에 못지않았다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.450-458
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• 2017

본 연구에서는 곤충모방 날갯짓 비행체의 모델링과 제자리비행을 위한 자세제어 및 고도제어기를 설계하여 동역학 모델을 이용한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 곤충모방 날갯짓 비행체의 간략화한 날갯짓 운동, 날갯짓의 병진운동 및 회전운동에 대한 공력, 동체 동역학에 대해 수치모델링을 수행하였다. 제자리비행 자세제어를 위해 날갯짓 비행체가 가지는 시변 비선형 시스템을 선형화하여 설계한 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어기법을 통하여 자세안정화를 적용하였으며 PID 제어기법을 통해 고도제어를 수행하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 설계된 모델과 제어기의 성능을 확인하였으며 제자리비행을 위한 자세안정화 및 고도 제어가 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다. 또한 날갯짓에 의해 발생하는 주기적인 피칭 모멘트를 주기적인 제어입력을 통해 임계 안정하도록 자세 안정화를 수행하는 것을 확인 하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.109-115
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• 2010

수문 제어의 주요기술은 두 개의 실린더가 하나의 수문을 동시에 10[m] 이상 들어 올리는 행정 동안 정밀하게 제어되도록 하여 동기 작동 시키는 것이다. 실린더에 공급되는 유량 및 압력이 일정하지 않으며, 실린더 피스톤의 비선형적인 마찰력에 의해 두 개의 실린더 위치 오차가 발생하게 되면 수문의 개폐 시 비틀림 현상을 야기 시켜서 수문의 마모를 발생시키고, 수문의 개폐작동 불능 현상을 만들기도 한다. 배수갑문용 유압실린더의 위치 및 동기 제어기를 설계하기 위하여 fuzzy PI 제어기를 이용하여 두 개의 실린더의 위치 및 동기제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 효용성을 제시한다.

• 수산해양기술연구
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• 제33권4호
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• pp.290-297
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• 1997

Underwater robotic vehicles(URVs) are used for various work assignments such as pipe-lining, inspection, data collection, drill support, hydrography mapping, construction, maintenance and repairing of undersea equipment, etc. As the use of such vehicles increases the development of vehicles having greater autonomy becomes highly desirable. The vehicle control system is one of the most critic vehicle subsystems to increase autonomy of the vehicle. The vehicle dynamics is nonlinear and time-varying. Hydrodynamic coefficients are often difficult to accurately estimate. It was also observed by experiments that the effect of electrically powered thruster dynamics on the vehicle become significant at low speed or stationkeeping. The conventional linear controller with fixed gains based on the simplified vehicle dynamics, such as PID, may not be able to handle these properties and result in poor performance. Therefore, it is desirable to have a control system with the capability of learning and adapting to the changes in the vehicle dynamics and operating parameters and providing desired performance. This paper presents an adaptive and learning control system which estimates a new set of parameters defined as combinations of unknown bounded constants of system parameter matrices, rather than system parameters. The control system is described with the proof of stability and the effect of unmodeled thruster dynamics on a single thruster vehicle system is also investigated.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권6호
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• pp.2048-2054
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• 2022

The coolant temperature feedback coefficient is an important parameter of reactor core power control system. To study the coolant temperature feedback coefficient influence on the core power control system of small PWR, the core power control system is built with the nonlinear model and fuzzy control theory. Then, the uncertainty quantification method of reactor core parameters is established based on the Latin hypercube sampling method and the Bootstrap method. Finally, under the conditions of reactivity step perturbation and coolant inlet temperature step perturbation, uncertainty analysis for two cases is carried out. The result shows that with fuzzy controller and fuzzy PID controller, the uncertainty of the coolant temperature feedback coefficient affects the core power control system, and the maximum uncertainties of core relative power, coolant temperature deviation, fuel temperature deviation and total reactivity are acceptable.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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• pp.428-433
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• 1994

This investigates the feasibility of applying fuzzy ogic controllers to the motion tracking control of a direct drive robot manipulator to deal with highly nonlinear and time-varying dynamics associated with robot motion. A fuzzy logic controller with narrow shape of membership functions near zero and wide shape far away zero is analyzed. Simulation and experimental studies have been conducted for a 2 degree of freedom direct drive SCARA robot to evaluate control performances, Fuzzy logic controllers have shown control performances that are often better, or at least, as good as those of conventional PID controllers. Furthermore, the control performance of fuzzy logic controllers can be improved by selecting membership functions of narrow shapes near zero and wide shapes far away zero.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.8-14
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• 2007

The electro-hydraulic pump is usually used in testing equipments which require one control function. But until now, it is not applied to industrial equipments which are exposed to severe working environment and require various control functions. This paper proposes a technique which controls continuously flow, pressure and power by utilizing switching control mode. Mathematical model is developed from the continuity equation for the pressurized control volume and the torque balance for the swash plate motion. To simplify the model we make the linear state equation by differentiating the nonlinear model. We analyze the stability and disturbance by using the state variable model. Finally, we review the control performances of flow, pressure and power by tests using PID controller.