• 제목/요약/키워드: Pendulum

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3차원 도립진자 시스템의 구현 및 퍼지 제어 (Fuzzy Control and Implementation of a 3-Dimensional Inverted Pendulum System)

  • 신호선;추준욱;이승하;이연정
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.137-147
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    • 2003
  • 새로운 3차원 도립진자 시스템의 구현 및 퍼지제어에 관하여 논한다. 기존의 1차원 또는 2차원 도립진자 시스템과 달리, 3차원 도립진자 시스템은 상하 운동을 포함하는 인간의 도립진자 제어행위를 적절히 모사할 수 있는 새로운 시스템이다. 3차원 도립진자 시스템의 특성 분석과 퍼지제어기 설계를 위하여 3축 직교로봇과 도립진자를 포함하는 기구부의 동력학식을 유도한다. 로봇의 여유자유도와 제한된 작업영역을 고려하면서 도립진자의 요오(yaw) 및 피치(pitch)각을 제어하기 위한 퍼지제어기 설계 방법을 제안한다. 개발된 PC 기반의 다축제어보드를 이용한 실험 결과를 통하여 제안된 시스템의 성능을 검증한다.

Pendulum 장치를 이용한 상악 대구치의 원심이동 증례 (MAXILLARY MOLAR DISTALIZATION WITH A PENDULUM APPLIANCE)

  • 이현정;김영재;김정욱;장기택;이상훈;김종철;한세현
    • 대한소아치과학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.523-531
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    • 2008
  • 상악골과 치조골 전돌을 가진 II급 부정교합 증례 중 상악 치아 발치의 적응증이 아닌 경우와 하악 구치의 전방 이동을 허용할 수 없는 경우 상악 대구치의 원심이동 기법을 사용하게 된다. Pendulum 장치는 환자의 협조도 없이 상악 대구치를 원심 이동시킬 수 있는 효과적인 장치로 소구치를 안정화시키며, 구개측 고정원을 이용할 수 있다. 하지만 구치부 정출로 하안면 고경이 증가할 수 있고, 전치부 전방 이동이 동반되며, 추벽부 조직에 손상을 줄 수 있으므로 장치의 사용과 환자 선택에 신중을 기해야 한다. 이에 pendulum 장치를 사용하여 상악 대구치를 원심 이동시킴으로써 공간 문제를 해결하고, 대구치 관계를 개선한 증례들을 보고하는 바이다.

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글리콜 몰비가 다른 불포화 폴리에스테르 수지의 경화거동 및 점탄성 (Curing Behaviors and Viscoelastic of UPE Resins with Different Glycol Molar Ratios)

  • 이상효;박영훈;안승국;이장우
    • 폴리머
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    • 제25권1호
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    • pp.15-24
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    • 2001
  • 본 연구에서는 불포화 폴리에스테르 수지의 글리콜 몰비에 따른 경화거동을 실험하였다. 경화과정은 Tanaka 강체진자(rigid-body pendulum)형 점탄성 모델과 differential scanning calorimetry(DSC)법을 이용하였다. 강체진자의 회전축부에 수지막을 형성하여 자유진동을 시키면 수지막의 점탄성 변화에 응답하여 pendulum의 진동주기 T 및 대수 감쇄율 ${\Delta}$가 변화한다. Pendulum의 회전축부에 있어서의 수지막의 역학적인 응답을 pendulum의 진동 운동으로 취급하고 T 및 ${\Delta}$를 이용, 수지막의 dynamic modulus(E') 및 modulus loss(E')을 구하는 계산식을 만들었다. 이 측정법과 계산식을 이용하여 불포화 폴리에스테르 수지의 경화과정에 있어서의 점탄성 변화를 추적하여 수지막의 경화성의 차이를 알 수 있었다. Neopentyl glycol(NPG)의 몰비가 증가할수록 진동주기의 감소폭 기울기에 의한 경화반응속도가 느리고, damping 값에 의한 점도값의 상승속도가 감소하는 경화거동을 고찰하였다.

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병렬유전자 알고리즘 기반 최적 Fuzzy PD Cascade 제어기의 설계 (Design of Optimized Fuzzy PD Cascade Controller Based on Parallel Genetic Algorithms)

  • 정승현;최정내;오성권;김현기
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.329-336
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    • 2009
  • 본 논문은 회전형 역 진자 시스템(Rotary Inverted Pendulum System : RIPS)의 제어를 위한 Fuzzy cascade 제어구조를 제안하고 병렬유전자 알고리즘의 하나인 계층적 공정 경쟁 기반 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGA)을 이용한 최적화 방법을 제시한다. 회전형 역 진자 시스템은 Rotating arm의 회전을 통해 Pendulum의 각도를 제어하는 시스템으로써 제어 목적은 Rotating arm을 원하는 위치에 오게 하고 진자를 수직 위치의 불안정 평형 점에 위치하도록 하는 것이다. 본 논문에서는 회전형 역 진자 시스템의 제어를 위해 두개의 Fuzzy 제어기로 구성된 Fuzzy cascade 제어 구조를 설계하고, HFCGA를 이용하여 설계된 제어기의 파라미터를 최적화한다. 시뮬레이션 및 실험에서 SGA와 HFCGA의 성능비교를 통해 HFCGA의 우수성을 보이고, LQR 및 PD cascade 제어기와 제안된 Fuzzy cascade 제어기의 성능 비교를 통하여 제안된 방법의 우수성을 보인다.

두개의 pole을 갖는 도립 진자의 퍼지 슬라이딩 모드 제어기 설계 (Design of the fuzzy sliding mode controller with double pole inverted pendulum)

  • 강항균;한종길;함운철
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.188-191
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    • 1996
  • In this paper, we derive dynamic equation of double pole inverted pendulum using Lagrangian equation, and design the fuzzy sliding mode controller. We demonstrate that the designed controller regulates double pole simultaneously regardless of cart position by computer simulation.

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Composite Control for Inverted Pendulum System

  • Kwon, Yo-Han;Kim, Beom-Soo;Lee, Sang-Yup;Lim, Myo-Taeg
    • Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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    • 제4권1호
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    • pp.84-91
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    • 2002
  • A new composite control method for a carriage balancing single inverted pendulum system is proposed and applied to swing up the pendulum and to stabilize it under the state constraint. The target inverted pendulum system has an extremely limited length of the cart(below 16cm). The proposed swing-up controller comprises a sliding mode control algorithm and an optimal control algorithm based on two regions: the region near the inverted unstable equilibrium position and the rest of the state space including the downward stable equilibrium position. The sliding mode controller uses a switching control action to converge along the specified path(hyperplane) derived from energy equation from a state around the path to desired state(standing position). An optimal control method is also used to guarantee the stability at unstable equilibrium position. Compared with the reported controllers, it is simpler and easier to implement. Experimental results are given to show the effectiveness of this controller.

진자슬래브에 의한 진동제어시스템의 적용성 평가 (Study on the Application of Tuned Pendulum Slab Damper system (TPSD) to Building structure)

  • 김양중;서근배
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2012년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.181-184
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    • 2012
  • The Tuned Pendulum Slab Damper(TPSD)system is mainly composed of suspended pendulum slab which was hanging with cable wire from the top floor of building without any extra loads structurally, and can be helpful to reduce vibration with effect of tuned mass damper function by the principle of pendulum movement. The experiment was performed with miniatures of the 30stories of steel structure building by the forced vibration test using shaking table, and the result was reduced about 42% of vibration. The purpose of this study was to make analysis of application of the TPSD system to new building and exist building against strong wind or seismic wave. The result of this study was that the TPSD system shall be satisfactory in field of execution, process control, safety and economical efficiency with saving up to 70% of construction cost.

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Calibration of Inertial Measurement Units Using Pendulum Motion

  • Choi, Kee-Young;Jang, Se-Ah;Kim, Yong-Ho
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제11권3호
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    • pp.234-239
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    • 2010
  • The utilization of micro-electro-mechanical system (MEMS) gyros and accelerometers in low-level inertial measurement unit (IMU) influences cost effectiveness in a positive way under the condition that device error characteristics are fully calibrated. The conventional calibration process utilizes a rate table; however, this paper proposes a new method for achieving reference calibration data from the natural motion of pendulum to which the IMU undergoing calibration is attached. This concept was validated with experimental data. The pendulum angle measurements correlate extremely well with the solutions acquired from the pendulum equation of motion. The calibration data were computed using the regression method. The whole process was validated by comparing the measurement from the 6 sensor components with the measurements reconstructed using the identified calibration data.

도립진자 시스템에 선형 분수 표현법을 이용한 $H_2/ H_\infty$ 제어 (The $H_2/ H_\infty$ control of inverted pendulum system using linear fractional representation)

  • 곽칠성;최규열
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.875-885
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    • 1999
  • This paper presents an application of LMI-based techniques to the mixed $H_2/ H_\infty$ control of an inverted pendulum. The linear model of the inverted pendulum represented by an LFR(Linear Fractional Representation) model of uncertainties is derived. Considered uncertainties are three nonlinear components and a parameter uncertainty Augmenting the LFR model by adding weighting functions, we get a generalized plant, for which we design a mixed $H_2/ H_\infty$ controller using the LMI technique. To evaluate control performances and robust stability of the mixed $H_2/ H_\infty$ controller designed, we compare it with the $ H_\infty$controller through the simulation and experiment. The mixed $H_2/ H_\infty$ controller shows the better control performances and robust stability than the $H_\infty$controller in the sense of pendulum angle.

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비선형 슬라이드 모드 제어를 적용한 원심력을 갖는 도립진자 제어기의 구현 (A Implementation of an Inverted Pendulum with Centrifugal Force using the NonLinear Sliding Mode Contrl)

  • 황윤호;원태현;이만형
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.606-609
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    • 1995
  • To stabilize a satellite, a spin stabilization method is used for attitude control. The spin stabilization uses the centrifugal force of a pendulum damper which is tilted long boom, to stabilize the unstable satellite. In this paper, an inverted pendulum system is implemented which is similar to the spin stabilization method. Study on the velocity of the rotation axis and the inverted pendulum's angle stability is shown. We designed a controller using a 32bit TMS320C31 DSP for the CPU and also performances by PLD control and Sliding Mode Control is compared.

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