• 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.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.2508-2513
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• 2003

This paper presents a nuclear steam generator tube inspection/maintenance robot system. The robot assists in automatic non-destructive testing and the repair of nuclear steam generator tubes welded into a thick tube sheet that caps a hemispherical or quarter-sphere plenum which is a high-radiation area. For easy carriage and installation, the robot system consists of three separable parts: a manipulator, a water-chamber entering and leaving device for the manipulator and a manipulator base pose adjusting device. A software program to control and manage the robotic system has been developed on the NT based OS to increase the usability. The software program provides a robot installation function, a robot calibration function, a managing and arranging function for the eddy-current test, a real time 3-D graphic simulation function which offers remote reality to operators and so on. The image information acquired from the camera attached to the end-effecter is used to calibrate the end-effecter pose error and the time-delayed control algorithm is applied to calculate the optimal PID gain of the position controller. The developed robotic system has been tested in the Ulchin NPP type steam generator mockup in a laboratory.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.224-231
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• 2020

광학계측분야는 레이더 계측이 어려운 저고도 구간의 계측을 담당하여 비행체 추적에 있어서 중요한 역할을 차지하고 있다. 기존의 광학추적시스템은 외국의 장비를 도입해 사용하고 있기 때문에 시험장 상황에 적합하게 수정하기 어렵고, 대부분 차량 탑재형으로 제작되어 있어 계측 장소에 제한이 있다. 자체 개발 소형 광학추적기는 이러한 단점을 보완하기 위해서 단순한 구성으로 설계하여 시험장 내 어떠한 장소에서도 설치하여 운용할 수 있는 것을 주목적으로 하였다. 뿐만 아니라 인공지능 기술을 적용한 광학추적기술 연구를 위해서 자체 개발 광학추적기를 보유할 필요성이 제기되고 있다. 본 논문에서는 소형 광학추적기의 설계 개념, 기본적인 추적기능 구현을 위한 장비의 구성, 그리고 비행체 특성에 맞는 환경설정을 위한 시뮬레이션을 진행하였다. 이를 위해 팬/틸트의 입출력 데이터를 사용하여 모델링을 구하였으며, 시뮬레이션을 통해 얻어진 결과와 실제 비행시험 결과를 비교하여 전반적인 시뮬레이션의 구성에 대한 타당성을 검증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.738-743
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• 2007

본 연구는, 팔(하완)을 잃은 장애자용 인공 의수를 장애자가 자신의 의도에 따라 제어하기 위한 센서 시스템과 제어알고리즘에 관한 것이다. 먼저 장애자의 여러 가지 동작 의도를 검출할 수 있는 센싱 시스템을 연구하고 이 센싱 시스템으로부터 발생된 신호를 사용하여 인공의수를 제어하는 방법에 대하여 연구한다. 센서로서는 전기 저항식 굽힘 센서를 사용한다. 이 굽힘 센서를 팔의 상완 이두근과 오구완근에 각각 1개씩 단단히 부착한다. 부착된 센서로부터 출력된 신호는 근육의 굴곡량을 나타내며 팔의 동작의도를 판단 할 수 있는 신호처리 시스템을 통과시켜 하완의 굴곡과 신전 운동, 손의 내전과 외전 운동을 구별한다. 그리고 구별된 신호로부터 실제 팔의 운동 각도를 추정하여 인공의수의 각도를 제어한다. 본 연구의 효용성을 증명하기 위해 2개의 액추에이터와 포텐셔미터를 가진 간단한 인공의수를 제작하여 제어 실험을 하였다. 실험에서 실제 팔의 각도와 인공의수의 제어 각도 사이에는 센서 외부에서 발생되는 노이즈 및 인공의수의 회전 관성, 기계적인 마찰 등으로 인한 오차가 발생하였다. 따라서 오차 값과 오차의 변화 값에 근거한 퍼지 제어 알고리듬을 이용하여 재 실험을 한 결과 하완의 굴곡/신전 운동에서는 평균 약 4도, 손의 회내/외 운동에서는 평균 약 3도의 오차가 측정되어, 퍼지제어기를 설치한 이전보다 오차가 크게 개선되었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.516-523
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• 2001

진화프로그래밍과 슬라이딩 모드 관측기를 이용하여 SRM의 위치 속도를 추정하고 이를 속도제어에 적용하는것을 소개하고자 한다. 회전자 정보각의 검출은 일반적으로 엔코더나 레졸버를 사용하나, 이러한 기계적인 외부 위치 센서는 가격이 비싸므로 SRM 시스템의 설치 비용과 전체 드라이버 시스템의 크기가 증가하는 요인이된다. 따라서 산업현장에 적용하는 한계의 원인이 된다. 본 연구에서는 위치 및 속도센서를 제거한 슬라이딩 모드 관측기를 사용하여 SRM 드라이브에 적용되었다. 그러나 SRM의 제어에 있어 슬라이딩 모드 관측기의 파라메터들이 매우 민감하여 작은 변화에 대해서도 위치와 속도 추정결과에 많은 영향을 미친다. 제어이득을 일정하게 유지하고, 슬라이딩 모드 관축기의 파라케터들을 크게 변화시킬 경우, 관축기의 파라메터들은 관측기의 떨림 폭을 결정하므로, 위치와 속도의 추정값의 변화가 크게 발생하여 관측기의 떨림 현상이 나타난다. 본 연구에서는 이러한 슬라이딩모드 관측기의 파라메터들과 제어기의 이득들을 방향성 벡터를 갖는 진화 프로그래밍을 사용하여 최적의 파라메터들을 선정하고, 이를 제어시스템으로 구현하고자 한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제34권5호
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• pp.315-324
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• 2009

Various types of vibration are transmitted to operators of agricultural tractors while working in the field. Most harmful vibration to human body is ride vibrations with low frequency ranging from 1 to 10 Hz, caused by rough terrain. These ride vibration has vertical and rotational components. This study was conducted to develop an active seat suspension system with two degrees of freedoms, enabling effectively reduce vibrations in vertical and pitch motions. Therefore, a mechanism for the active seat suspension was developed, and an electro-hydraulic servo system and a controller to drive the active seat suspension system were also developed in this study. A simulation model was developed to evaluate how the active seat suspension system effectively reduce the vibrations transmitted to the base of seat. Active seat suspension was optimized to enhance the performance using the developed simulation model. The performance of the seat suspension system was evaluated according to the test codes described in EEC78/764 in order to investigate the feasibility of application to agricultural tractors. The result showed that the developed active seat suspension system could reduce the magnitude of vertical vibration up to 80% for the input vibrations according to the test codes described in EEC78/764. The system could reduce the rotational displacement of ${\pm}\;2.5$ degrees up to 50% for the pitch vibration on the average in the frequency range of 1 to 2 Hz.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.475-478
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• 2004

In this paper, a magnet-type automatic pipe cutting machine that binds itself to the surface of the pipe using magnetic force and executes unmanned cutting process is proposed. During pipe cutting process when the machine moves around the pipe laid vertical to the gravitational field, the gravity acting on the pipe cutting machine widely varies as the position of the machine varies. That is, with same driving force from the driving motor the cutting machine moves faster when it climbs down the surface of the pipe and moves slower when it climbs up to the top of the pipe. To maintain a constant velocity of the pipe cutting machine and improve the cutting quality, the authors adopted a conventional PID controller with a feedforward effort designed based on the encoder measurement of the driving motor. It is, however, impossible for the encoder at the motor to measure the absolute position and consequently the absolute velocity of the cutting machine in the case where the slip between the surface of the pipe and wheel of the cutting machine is not negligible. As an attempt to obtain a better estimation of the absolution angular position/velocity of the machine the authors proposes the use of the MEMS-type accelerometer which can measure static acceleration as well as dynamic acceleration. The estimated angular velocity of the cutting machine using the MEMS-type accelerometer measurement is experimentally obtained and it indicates the significant slipping of the machine during the cutting process.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.88-97
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• 2013

This paper presents a robust air-to-fuel ratio (AFR) control algorithm for managing exhaust gas recirculation (EGR) systems. In order to handle production tolerance, deterioration and parameter-varying characteristics of the EGR system, quantitative feedback theory (QFT) is applied for designing the robust AFR control algorithm. A plant model of EGR system is approximated by the first order transfer function plus time-delay (FOPTD) model. EGR valve position and AFR of exhaust gas are used as input/output variables of the plant model. Through engine experiments, parameter uncertainty of the plant model is identified in a fixed engine operating point. Requirement specifications of robust stability and reference tracking performance are defined and these are fulfilled by the following steps: during loop shaping process, a PID controller is designed by using a nominal loop transmission function represented on Nichols chart. Then, the frequency response of closed-loop transfer function is used for designing a prefilter. It is validated that the proposed QFT-based AFR control algorithm successfully satisfy the requirements through experiments of various engine operating points.

• Ocean Systems Engineering
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• 제6권3호
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• pp.265-287
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• 2016

The change of the global performance of a turret-moored FPSO (Floating Production Storage Offloading) with DP (Dynamic Positioning) control is simulated, analyzed, and compared for two different internal turret location cases; bow and midship. Both collinear and non-collinear 100-yr GOM (Gulf of Mexico) storm environments and three cases (mooring-only, with DP position control, with DP position+heading control) are considered. The horizontal trajectory, 6DOF (degree of freedom) motions, fairlead mooring and riser tension, and fuel consumptions are compared. The PID (Proportional-Integral-Derivative) controller based on LQR (linear quadratic regulator) theory and the thrust-allocation algorithm which is based on the penalty optimization theory are implemented in the fully-coupled time-domain hull-mooring-riser-DP simulation program. Both in collinear and non-collinear 100-yr WWC (wind-wave-current) environments, the advantage of mid-ship turret is demonstrated by the significant reduction in heave at the turret location due to the minimal coupling with pitch mode, which is beneficial to mooring and riser design. However, in the non-collinear WWC environment, the mid-turret case exhibits unfavorable weathervaning characteristics, which can be reduced by employing DP position and heading controls as demonstrated in the present case studies. The present study also reveals the plausible cause of the failure of mid-turret Gryphon Alpha FPSO in milder environment than its survival condition.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권3호
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• pp.264-273
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• 2010

본 연구에서는 무인항공기의 편대비행을 위해서 먼저 단일 무인항공기의 기본적인 자세제어, 고도제어를 포함하는 유도제어시스템을 설계 제작하여 검증하고, 이 시스템을 바탕으로 먼저 선도기의 위치 정보를 이용하여 선도기와 추종기간의 앞뒤거리와 좌우 거리를 피드백하여 비례미분제어한 결과를 보여준다. 보다 안정적이고 성능이 우수한 편대 비행을 위하여 선도기의 위치와 자세 정보를 이용하여 추종기가 따라가야할 가상경로점을 실시간으로 계산하고 이를 바탕으로하여 추종기가 따라가도록 유도 명령을 생성하여 비행제어를 하고, 또한 선도기의 롤명령정보를 추종기의 최종 유도명령에 추가하여 편대 비행 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 이러한 과정은 여러 가지 경우에 대한 비행시험 결과를 분석하여 알고리즘을 점차 개선하는 방식을 취했으며 다소 실험적인 방식으로 최종 편대비행 알고리즘을 확립하였다. 최종적으로 채택한 기법을 이용하여 3대의 무인항 공기를 자동비행 상태에서 편대 비행을 수행한 결과를 보여준다.