• 전자공학회논문지
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• 제54권7호
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• pp.127-132
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• 2017

이 논문에서는 모델 기반 설계에 근거한 이륜 도립진자 로봇의 제어이득을 설계하고 NXT 마인드스톰과 RobotC 언어를 이용하여 수업에 활용 가능한 로봇을 제작 및 실험한다. 이륜 도립진자 로봇은 NXT 마인드스톰, 서보 직류전동기, 자이로 센서, 가속도 센서로 구성된다. 직류전동기에 내장된 엔코더를 이용하여 바퀴의 회전각을 검출하며 이동평균을 이용하여 바퀴의 회전각속도를 계산한다. 자이로 센서는 몸체의 피치 각속도를 측정하며 가속도 센서는 몸체의 피치 각도를 측정한다. 자이로와 가속도의 센서 융합을 통해 몸체 각도를 계산한다. 제어기 이득 요소는 휠 각도, 휠 각속도, 몸체 피치 각도, 몸체 피치 각속도에 대한 가중치이다. 이들 제어이득의 변화에 따른 도립진자 로봇의 변화를 실험하며 유용성을 확인한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권5호
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• pp.65-73
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• 2006

위성이 발사체로부터 분리될 때 초기 각속도가 발생한다. B-dot 로직은 일반적으로 위성의 초기각속도 제어에 사용되나, 상대적으로 제어시간이 많이 소요된다는 단점이 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 피치 바이어스 모멘텀 방식을 사용하는 초소형 위성에 적용 가능한 디텀블링(detumbling) 방식을 새롭게 제안하였다. 제안된 디텀블링 방식은 제어시간이 약 20분 이내로 기존의 방식에 비해 상당한 시간을 줄일 수 있다. 본 논문에서 제안한 디텀블링 방식을 사용할 경우 기존의 모멘텀 휠 초기구동 방식을 사용할 수 없다. 따라서 휠의 속도를 안정적으로 공칭 속도까지 증가시키는 방식을 제안하고 시뮬레이션을 통해 비교, 검증하였다. 시뮬레이션 결과 기존의 방식과 비교했을 때 제어시간을 단축할 수 있었으며 휠의 공칭 속도와 3축 안정화를 이룰 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.29-36
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• 2024

최근 도심항공모빌리티(Urban Air Moility, UAM)의 개념이 미래항공모빌리티(Advanced Air Mobility, AAM)으로 확장되면서 틸트로터형 수직 이착륙기에 관한 연구개발이 활발하다. 틸트로터의 경우 수직비행과 수평비행 사이에 천이비행을 하게 되는데 천이비행 구간의 비행 안정성을 확보하기 위해 블레이드 피치각 제어시스템을 활용할 수 있다. 또한 개별 블레이드 제어(Individual Blade Control, IBC)를 통하여 천이비행 구간 동안 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 전기-기계식 구동기 기반 블레이드 피치각 제어시스템의 개별 블레이드 제어를 위한 외란 관측기와 시간 지연제어기를 설계하고 수치 시뮬레이션을 통해 설계한 제어기들의 성능을 비교분석한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권5호
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• pp.401-414
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• 2018

Planing hull type ships are often equipped with interceptor or trim tab to improve the excessive trim angle which leads to poor resistance and sea keeping performances. The purpose of this study is to design a controller to control the attitude of the ship by controllable stern interceptor and validate the effectiveness of the attitude control by the towing tank test. Embedded controller, servo motor and controllable stern interceptor system were equipped with planing hull type model ship. Prior to designing the control algorithm, a model test was performed to identify the system dynamic model of the planing hull type ship including the stern interceptor. The matrix components of model were optimized by Genetic Algorithm. Using the identified model, PID controller which is a classical controller and sliding mode controller which is a nonlinear robust controller were designed. Gain tuning of the controllers and running simulation was conducted before the towing tank test. Inserting the designed control algorithm into the embedded controller of the model ship, the effectiveness of the active control of the stern interceptor was validated by towing tank test. In still water test with small disturbance, the sliding mode controller showed better performance of canceling the disturbance and the steady-state control performance than the PID controller.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권12호
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• pp.965-971
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• 2003

고밀도, 고정밀의 정보저장기를 실현하기 위해서 높은 서보대역이 요구되고 있다 이러한 요구조건을 만족시키기 위해서 이단구동시스템이 도입되었다. 이 시스템은 기존의 VCM을 조동구동기로, 추가적인 밀리엑츄에이터를 미동구동기로 사용하는 것이다. 이를 위해 우리는 압전형 밀리엑츄에이터를 서스펜션 부에 설계하였다 이러한 시스템의 제어를 위하여 PQ 제어 방법을 도입하였으며, 이 방식은 이중입력/단일출력 시스템을 두개의 단일 입출력 시스템으로 단순화시키는 것이다. 이 논문은 PQ 제어 방식을 적용시켜 설계하고. 설계된 제어기의 성능 평가로써 기존의 HDD의 PES을 받아서 외란제어 능력을 평가하는 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.870-877
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• 2020

석션버켓기초는 20m 이상의 수심 조건에서 경제적인 시공이 가능한 건설 공법이다. 석션버켓기초는 내부가 비어 있는 양동이가 뒤집어진 형태의 구조물을 목표지점에 위치시킨 후, 버켓 내의 공기나 물을 흡입하여 내/외부의 수압차이에 의한 관입력으로 기초를 설치한다. 안정성 확보를 위해 버켓의 수직도 확보는 필수적이다. 그러나 해저지반의 불균질성이나 편심으로 인하여 버켓의 기울어짐이 발생할 수 있다. 석션버켓기초는 현재 시공과정에서 관입/인발 작업 반복을 통해 수직도를 확보하는 방법이 일반적으로 적용되고 있다. 그러나 이 방법은 현장 작업자의 경험 및 숙련도에 의존적이며 수직도 확보에 비교적 장시간이 소모된다. 본 논문에서는 실시간 석션버켓 수직도 모니터링 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 수직도 데이터를 수집하는 센서부, 수집된 데이터를 처리하여 무선 전송해 주는 컨트롤러부, 원형강관의 수직도 정보를 실시간으로 보여주는 디스플레이부로 구성되어 있다. 제안된 시스템은 기울기 센서와 임베디드 컨트롤러를 활용하여 구현되었다. 제안된 시스템의 실험 결과 roll/pitch가 0.028% 이내의 오차로 측정이 가능함을 확인하였다. 또한, 제안된 시스템을 석션버켓기초 모형실험에 적용하여 수직도 정보의 실시간 확인이 가능함을 보였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제26권1호
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• pp.144-149
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• 2017

There have been lots of interest on service and entertainment robots. To ensure that robots work in harmony with humans, their stability and compactness are some of the key issues. Obviously, robots with fewer wheels occupy a smaller floor area compared to those with more wheels. In addition, robots with fewer wheels, whose posture stabilities are maintained by feedback control, are stable even under larger accelerations and/or higher locations of the center of mass. To facilitate controller design, it is assumed that both pitch and roll dynamics are decoupled. The dynamic equations of motion for the proposed robot are derived from the Euler-Lagrange equation. To obtain the optimal balancing control law, linear quadratic regulator control methods are applied to the linearized dynamic equations. Simulation and experimental results verify the effectiveness and performance of the proposed balancing control algorithm for a single-wheeled mobile robot.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제36권6호
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• pp.476-483
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• 2011

The aerial application using an unmanned helicopter has been already utilized and an attitude controller would be developed to enhance the operational convenience and safety of the operator. For a preliminary study of designing flight controller, a state space model for an RC helicopter would be identified. Frequency sweep flight tests were performed and time history data were acquired in the previous study. In this study, frequency response of the flight test data of a small unmanned helicopter was analyzed by using the CIFER software. The time history flight data consisted of three replications each for collective pitch, aileron, elevator and rudder sweep inputs. A total of 36 frequency responses were obtained for the four control stick inputs and nine outputs including linear velocities and accelerations and angular velocities in 3-axis. The results showed coherence values higher than 0.6 for every primary control inputs and corresponding on-axis outputs for the frequency range from 0.07 to 4 Hz. Also the analysis of conditioned frequency response showed its effectiveness in evaluating cross coupling effects. Based on the results, the dynamic characteristics of the model helicopter can further be analyzed in terms of transfer functions and the undamped natural frequency and damping ratio of each critical mode.

• 한국광학회지
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• 제10권5호
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• pp.364-368
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• 1999

일반적으로 LSU(Laser Scanning Unit)는 LD모듈(Laser Diode, 콜리메이팅 렌즈, 슬릿), 실린더 렌즈 고속회전하는 PM(Polygon Mirror), f$\theta$렌즈와 같은 광부품들과 이들을 취부하는 Housing으로 구성되어져 있다. 먼저 본 논문에서는 당사에서 자체적으로 광설계된 LSU 시작품(시작(試作品)을 측정/평가하기 위해 평가항목들에 관해 살펴 보았다. 당사에서 시제작된 LSU의 특징은 LSU의 핵심부품인 f$\theta$렌즈가 2단가압형 저압사출방식으로 제작되었다는 것이다. LSU의 평가항목들은 BSH(Beam Scan Head)를 LMC(Linear Motion Controller)위에 장착해서 비교적 간단히 측정 할 수 있었고, 측정결과 600DPI(Dots Per Inch) 성능을 만족함을 확인할 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.922-929
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• 2014

Wind turbines are in the limelight in the alternative energy industry. However, they face frequent and various problems during operation. We focused on the supervising of the blades of a wind turbine. In this paper, we present the design of a maintenance robot that takes the size of wind turbine blades into consideration, so the general form of the robot is a square with four wires fixed to its vertices and to the nacelle. After the robot is placed near the nacelle, it moves along the blades. We also designed an attitude control algorithm for the robot to maintain its balance. Our control algorithm for the robot consists of roll and pitch attitude controllers and a height controller. Each controller was designed independently and then superposed together. We used simulations to verify our control algorithm.