Park, Sangdeok;Wankyun Chung;Youngil Youm;Lee, Jaewon
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 1998년도 제13차 학술회의논문집
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pp.367-372
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1998
In this paper, the mathematical model of a cut with an inverted flexible beam and a concentrated tip mass was derived. The characteristic equation for calculating the natural frequencies of the cart-beam-mass system was obtained and the motion of the system was analyzed through unconstrained modal analysis. A good positioning response of the cart without excessive vibrational motion of the tip mass could be obtained through numerical simulation using PID controller with the feedback of both the position of the cart and the deflection of the beam.
We are developing Adaptive Optics (AO) system for 24 inch telescope at Seoul National University Observatory. It consists of the tip-tilt correction system and the residual wavefront error correction system with a deformable mirror and a wavefront sensor. We present the construction and performance measurements of the tip-tilt correction system. The tip-tilt component is the single largest contributor to wavefront error, especially for small telescope. The tip-tilt correction system consists of a quadrant photodiode, a tip-tilt mirror and a feed back loop. The collimated He-Ne laser beam is used for input light source and is artificially disturbed by air turbulence generated by a heat gun. Most of the turbulence is of low frequency less than 20 Hz, but extends to a few hundreds Hz. It is found that the closed loop system using proportional-integral-derivative (PID) control successfully corrects tip-tilt error at a rate as high as 300~400 Hz.
가스터빈 엔진은 민간 항공분야와 방위 무기의 발달과 더불어 성능이 향상되어 왔고, 그 역할도 증대하였다. 성능 향상과 역할 증대에 따라 처리하여야 할 일의 양과 그 속도가 증가하게 되면서 엔진 제어 난이도도 증가하고 제어기법도 향상되고 있다. 이에, 전자공학의 발달에 힘입어 전자식 엔진 제어기가 엔진제어의 임무를 수행하게 되었고, 근래에는 기체의 무게감소와 신뢰성 향상이라는 이중 이익을 위해 FADEC(Full Authority Digital Engine Controller)엔진 제어기까지 등장, 사용되고 있다. 가스터빈 엔진의 제어는 일반적으로 비선형 시스템에 관한 모델링 단계와 성능 해석결과를 이용한 보상기 설계 및 제어 단계의 3부분으로 크게 분류된다. FADEC이란 개념이 정착되기 이전에는 통상적인 제어 법칙인 PID(Proportional Integral Derivative) 방법이 사용되었으나, 시스템의 복잡화와 다변화에 의하여 modern control 개념이 고려된 새로운 제어 방법이 사용되기 시작하였다. 본 논문에서는 엔진 제어에 실제적으로 이용할 수 있는 제안된 제어 법칙을 이용하여 실제 엔진 모델에 적용하여 시뮬레이션 함으로써 새로운 제어 법칙이 엔진 제어에 적용 가능함을 보이고자 한다.
The parameter-based cardiovascular impedance simulator that is able to overcome the limits of conventional mock circulatory systems is critical for the development and test of biomedical devices including artificial heart. The concept of impedance simulator was validated mathematically in a previous study using high-gain feedback linearization control which, however, may cause serious difficulties and limits for practical implementation. In this study, therefore, practical applicability of the impedance simulator is investigated considering the physical limits such as motor speed and torque. Simple PID controller which do not require complex model of the simulator is used considering the practical implementation. Design guidelines of the impedance simulator are also provided based on the results.
In trajectory tracking methods, the error values of current position and velocity are compensated to follow the given reference path and velocity. The path tracking for a wheeled mobile robot is treated in this paper. It is very difficult to implement stable trajectory tracking algorithms because mobile robots have kinematically non-holonomic constraints. For solving this problem, a velocity controller is presented in this paper. This velocity controller is designed by a PID controller which could be easily employed. In this case, velocity errors caused by system uncertainties or internal and external disturbances could exist. A neural network is used for compensating the velocity errors. Input variables of this neural network compensator are defined by differences between the velocities of the posture controller and the real velocities of the mobile robot. Simulation results show the effectiveness of the proposed controller.
본 논문에서는 시간지연 관측기를 위치제어 시스템 적용하여 설계한 내용을 기술하였다. 시간지연제어기의 상태추정 기법을 이용한 시간지연 관측기는 플랜트 모델이 필요하지 않아 설계가 용이하고, 파라미터 변동 및 외란에 강건하다. 또한 계산이 간단하여 디지털 제어 시스템에 충분히 적용이 가능하다. 본 논문에서는 시간지연제어기가 위치제어기로 적용된 전기식 구동시스템에서 속도센서를 사용하지 않고 시간지연 관측기를 적용하여 제어기를 설계하였다. 시간지연 관측기를 적용한 구동시스템에 대해 비선형 시뮬레이션을 수행하였으며. 속도센서를 사용한 경우와 상태관측기를 적용한 경우 및 PID 제어기를 적용한 경우에 대해 비교하였다.
Design, Simulation and experimental analysis of closed loop time domain based Discrete PWM buck-boost converter are described. To improve the transient response and dynamic stability of the proposed converter, Discrete PID controller is the most preferable one. Discrete controller does not require any precise analytical model of the system to be controlled. The control system of the converter is designed using digital PWM technique. The proposed controller improves the dynamic performance of the buck-boost converter by achieving a robust output voltage against load disturbances, input voltage variations and changes in circuit components. The converter is designed through simulation using MATLAB/Simulink and performance parameters are also measured. The discrete controller is implemented, and design goal is achieved and the same is verified against theoretical calculation using LabVIEW.
RF magnetron 스퍼터에서 스퍼터링시 타겟 온도와 기판 온도가 증가함에 따라 chamber내부의 압력이 달라져 동일한 순도의 박막을 얻기가 힘들다. 본 연구에서는 gas량을 조절하는 MFC의 출력 전압을 PID 제어 시스템을 설계하여 기준전압(원하는 진공도에 해당하는 전압 값)과 진공게이지에서 출력되는 전압을 비교하여 MFC의 출력 전압을 증가 또는 감소시킴으로써 gas량을 일정하게 하여 chamber 내부의 압력이 일정하게 유지되도록 하였다.
산업분야의 통신시스템에는 주로 RS232C 통신, RS485 통신, CAN 통신 등이 주로 사용되었다면 근래에는 고속통신이 가능하며 공장 자동화(CIM)나 시스템 통합에 편리한 이더넷통신이 사용되고 있는 추세이다. 즉, 기존의 PC와 프로세서간의 통신의 방식에서 랜 선을 이용하여 원거리에서 프로세서의 제어와 모니터가 가능하도록 구현되는 실정이다. 이더넷을 통해 연결된 시스템은 $10Mbps{\sim}100Mbps$의 빠른 속도로 모니터링과 제어가 가능하여 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 승압형 컨버터를 구현하기 위하여 마이크로프로세서는 컨버터의 입력전압과 출력전압이 필요하며 이를 마이크로프로세서 내부에 있는 12비트A/D변환기로 구현하였다. 전압 제어를 위해서 본 논문에서는 25us 마다 PWM의 ON/OFF 폭을 미리 예측한 후 타이머를 이용하여 A/D 변환을 하도록 하였다. 원 칩 마이크로프로세서인 DSP(TMS320F2812)의 PWM 기능을 이용하여 승압형 컨버터에서 출력되는 전압을 계측하여 PID 제어이론을 바탕으로 전압을 제어하였다.
반도체산업과 광산업 분야에서 고정도의 위치제어 및 고출력 구동이 가능한 초음파 리니어 모터 시스템의 개발을 목표로, 최대 출력 75N, 위치제어 정밀도 100nm의 고출력, 고정도 구동 시스템을 제안해 왔다. 본 연구는 nm order의 위치제어와 구동 안정성 향상을 위해 종래 시스템의 지지부 및 제어 시스템을 개선하였다. 개선된 PID 피드백 제어시스템을 구성하여, 6kg의 스테이지를 step 구동을 수행하여 위치 분해능 20nm, 속도 70mm/s로 왕복구동을 수행하여 20nm의 위치제어를 달성하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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