• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권5호
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• pp.563-569
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• 2015

A chemical reaction occurring in CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) is significantly affected by the concentration, temperature, pressure, and reacting time of materials, and thus it has strong nonlinear and time-varying characteristics. Also, when an existing linear PID controller with fixed gain is used, the performance could deteriorate or could be unstable if the system parameters change due to the change in the operating point of CSTR. In this study, a technique for the design of a fuzzy PD plus I controller was proposed for the temperature control of a CSTR process. In the fuzzy PD plus I controller, a linear integral controller was added to a fuzzy PD controller in parallel, and the steady-state performance could be improved based on this. For the fuzzy membership function, a Gaussian type was used; for the fuzzy inference, the Max-Min method of Mamdani was used; and for the defuzzification, the center of gravity method was used. In addition, the saturation state of the actuator was also considered during controller design. The validity of the proposed method was examined by comparing the set-point tracking performance and the robustness to the parameter change with those of an adaptive controller and a nonlinear proportional-integral-differential controller.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.545-546
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• 2012

일반적으로 회전력이 발생하는 제어시스템에 있어서 발생되는 외란과 시스템의 동특성에 의해 발생되는 리플 등을 보정하기 위해 다양한 제어기법들이 연구되고 있다. 특히, 제어시스템에 존재하는 미지의 외란을 제거하기 위하여 AFC(Adaptive Feedforward Cancellation) 제어이론을 적용하여 미지의 외란에 대한 시스템의 안정성을 확보하려고 노력하고 있다. 그러나 기존의 AFC의 구현을 위하여 연속 시간제어시스템의 전달함수인 IMP(Internal Model Principle)를 이용하여 특정 주파수 영역에 대한 외란을 제거하고 있지만 보다 광범위한 영역에 대해서는 제어 성능은 아직 부족한 편이다. 본 논문에서는 기존의 PID 제어기를 이용한 위치제어에 있어서 발생할 수 있는 외란을 제거하기 위해 AFC 제어이론인 IMP 전달함수와 인공지능 기법인 Fuzzy 제어기를 추가로 설계하여 모터의 위치제어에 대한 성능과 외란 제어에 대한 성능을 제시하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1374-1376
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• 1996

In this paper We proposed a new method to generate fuzzy logic controllers through genetic algorithm(GA). In designing of fuzzy logic controllers encounters difficulties in the selection of optimized member-ship functions, gains and rule base, which is conventionally achieved by a tedious trial-and-error process. This paper develops genetic algorithms for automatic design of high performance fuzzy logic controllers which can overcome nonlinearities in many engineering control applications. The rule-base is coded in base-7 strings by generated from random function. Which can be presented in discrete fuzzy linguistic value, and using membership function with Gaussian curve. To verify the validity of this fuzzy logic controller it is compared with conventional fuzzy logic controller(FLC) and PID controller.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.34-48
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• 2017

This study proposes a new approach to control a trajectory control of vertical type articulated robot arm with six revolution joints by computed torque method for manufacturing process automation. The proposed control scheme takes advantage of the properties of the fuzzy controllers. The proposed method is suitable to control of the trajectory and path control in cartesian space for vertical type articulated robot manipulator for forging manufacturing process automation. The results is illustrated that the proposed fuzzy computed torque controller is more stable and robust than the conventional computed torque controller. This study is included with an analytical methodology of inverse kinematic computation for 6 DOF manipulators. And an intelligent PID based on feed forward fuzzy control structure is applied to control the working path control with disturbances caused by uncertainty parameters of the manipulator dynamic model. Lastly, the validity of proposed is verified by simulations and experiments.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권8호
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• pp.1039-1052
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• 2002

This paper presents an application where a Fuzzy-Logic Controller (FLC) is used at a supervisory level to implement mutual coordination of the steering of the two front wheels of a motorcar. The two front wheels are steered by two independent discrete time state feedback controllers with a view to optimize the steering slip angles. The functions of the two controllers are tied together by way of a FLC. Because of the presence of unmodelled dynamics and disturbances acting on the two sides, it is difficult to achieve the desired performance using conventional control systems. This is the primary reason that FLC is emploged to solve the problem. The results show that the implemented system achieved desired coupling between the two independent systems and thereby reduces the difference between the two steered angles.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.223-226
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• 2001

A SMA actuator fabricated in this paper generates the large force and it's structure is very simple. The SMA actuator was fabricated by small size with diameter of 4mm and length of 38mm and also it's actuations toward all the directions can be acquired because of three SMA springs which was fabricated with diameter of 1.2mm and 30 turns. We showed into applicability to smart catheter by analyzing accurately the dynamic characteristics such as heading angle, bending angle, force, displacement. For verifying control capacity of the fuzzy controller, we compared Fuzzy controller with PID controller by simulation.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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• pp.457-462
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• 1991

Recently, digital techniques have been applied to servo systems of the home VCR, which result in high accuracy, high stability and a small number of parts required. The servo systems are now becoming more compex because the latest home VCRs are stringly required to have many functions. Given these circumstances, software servo concepts were introduced to the VCR servo system with microprocessor. But there are some difficulties in the conventional digital PID controller, eg. caculating the exact gains or dynamics. In this paper, we introduce FLC(Fuzzy Logic Controller) to the speed/phase control for VCR drum motor. To show the usefulness of the proposed controller, some studies are discussed by simulation and experiment.

• 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.