• 제목/요약/키워드: Priority-based control

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All kinds of singularity avoidance in redundant manipulators for autonomous manipulation

  • Kim, Jin-Hyun;Marani, Giacomo;Chung, Wan-Kyun;Yuh, Jun-Ku
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.1587-1592
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    • 2003
  • There are three kinds of singularity in controlling redundant manipulators. Kinematic, algorithmic and representation singularities are those. If manipulators fall into any singularity without proper action to avoid it, the control system must go away from our desire, and we can meet a dangerous situation. Hence, we have to deal the singularities very carefully. In this paper, we describe an on-line solution for avoiding the occurrence of both algorithmic and kinematic singularities in task-priority based kinematic controllers of robotic manipulators. Representation singularity can be easily avoided by using proper representation algorithm, so, in this paper, we only consider kinematic and algorithmic singularities. The proposed approach uses a desired task reconstruction and a successive task projection in order to maintain the measure for singularity over a user defined minimum value. It shows a gain in performance and a better task error especially when working in proximity of singular configurations. It is particularly suitable for autonomous systems where an off-line trajectory control scheme is often not applicable. The advantage and performance of the proposed controller is verified by simulation works. And, the experiment with real manipulator is remaining for the future works.

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A Dynamic Precedence Queue Mechanism to Improve Transmission Efficiency in CAN Networks

  • Yun, Jae-Mu;Choi, Ho-Seek;Lee, Jang-Myung
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.761-766
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    • 2005
  • This paper presents a dynamic precedence queue mechanism to resolve unexpected transmission delay of a lower priority transaction in a CAN based system which keeps a fixed priority in data transactions. The mechanism is implemented in the upper sub-layer of the data link layer (DLL), which is fully compatible with the original medium access control layer protocol of CAN. Thus the mechanism can be implemented dynamically while the data transactions are going on without any hardware modification. The CAN protocol was originally developed to be used in the automotive industry and it was recently applied for a broader class of automated factories. Even though CAN is able to satisfy most of real-time requirements found in automated environments, it is not to enforce either a fair subdivision of the network bandwidth among the stations or a satisfactory distribution of the access delays in message transmissions. The proposed solution provides a superset of the CAN logical link layer control, which can coexist with the older CAN applications. Through the real experiments, effectiveness of the proposed mechanism is verified.

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CAN기반 실시간 시스템을 위한 확장된 EDS 알고리즘 개발 (Development of an Extended EDS Algorithm for CAN-based Real-Time System)

  • 이병훈;김대원;김홍렬
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2369-2373
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    • 2001
  • Usually the static scheduling algorithms such as DMS (Deadline Monotonic Scheduling) or RMS(Rate Monotonic Scheduling) are used for CAN scheduling due to its ease with implementation. However, due to their inherently low utilization of network media, some dynamic scheduling approaches have been studied to enhance the utilization. In case of dynamic scheduling algorithms, two considerations are needed. The one is a priority inversion due to rough deadline encoding into stricted arbitration fields of CAN. The other is an arbitration delay due to the non-preemptive feature of CAN. In this paper, an extended algorithm is proposed from an existing EDS(Earliest Deadline Scheduling) approach of CAN scheduling algorithm haying a solution to the priority inversion. In the proposed algorithm, the available bandwidth of network media can be checked dynamically by all nodes. Through the algorithm, arbitration delay causing the miss of their deadline can be avoided in advance. Also non real-time messages can be processed with their bandwidth allocation. The proposed algorithm can achieve full network utilization and enhance aperiodic responsiveness, still guaranteeing the transmission of periodic messages.

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조력용 PC 기반 기동·정지 제어시스템의 최적화 알고리즘과 시제품 하드웨어 설계 (Prototype Hardware Design and Optimal Algorithm of PC Based Start·Stop Control System for Tidal Generation)

  • 김윤상;박철원
    • 전기학회논문지P
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    • 제63권2호
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    • pp.89-94
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    • 2014
  • Tidal generation has become one of environmentally friendly new and renewable future sources of energy. The Sihwa Tidal Power Plant in South Korea, which was imported from abroad by turnkey type in 2011, connected to the power system in 2012, and is currently under commercial operation. However, leading companies are reluctant to disclose their technologies associated with the control systems and are not cooperative in technology transfers, making it a high priority to develop core technologies in South Korea. In order to develop a start stop control system for tidal generation, this paper presents the optimal algorithm for decision making and prototype of hardware design. First, control systems in tidal power, such as plant operation control, data interfaces between systems, monitoring and control points of the control system, are analyzed. The software development and PC based emulator processes for optimization algorithm processing are described. Finally, verification of the algorithm implementation, hardware platform for start stop control device, and implementation of prototype control system were discussed.

멀티홉 셀룰러 네트워크에서 억제 및 우선순위 접속 제어기반의 이웃노드 탐색 프로토콜 (Neighbor Discovery Protocol Based on Inhibited and Priority Access Controls for Multihop Cellular Networks)

  • 최현호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.2533-2540
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    • 2013
  • 멀티홉 셀룰러 네트워크 환경에서 노드의 이동성은 이동 노드와 액세스 노드 사이에 안정적인 경로를 찾고 유지하는데 악영향을 미친다. 따라서 본 논문에서는 멀티홉 셀룰러 네트워크 환경에서 단말의 이동성을 고려하여 빠르고 신뢰할 수 있는 이웃노드 탐색 프로토콜을 제안한다. 제안하는 이웃노드 탐색 프로토콜은 적합한 이웃노드를 신속하게 찾기 위해 각 링크 간 품질을 비교하여 불필요한 제어 메시지의 송수신을 막고, 선택 가능성이 높은 이웃노드 순으로 충돌 없이 제어 메시지를 전달 할 수 있도록 우선순위 기반 접속 제어를 수행한다. 시뮬레이션 결과, 제안한 이웃노드 탐색 프로토콜은 기존 방식보다 빠른 시간 내에 이웃노드를 찾을 수 있으며, 검색해야 하는 이웃노드 수가 증가하거나 노드의 이동성이 증가함에도 불구하고 더 좋은 중계 노드를 선택할 수 있다.

전술 무선망에서 2진 지수 백오프를 사용하는 CSMA/CA 기반 우선순위 적용 MAC 프로토콜 설계 (A CSMA/CA with Binary Exponential Back-off based Priority MAC Protocol in Tactical Wireless Networks)

  • 변애란;손웅;장윤선
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권11호
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    • pp.12-19
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    • 2015
  • 네트워크 중심전에서 통신망은 전쟁을 승리로 이끌기 위한 중요한 기반기술이다. 특히, 전쟁 상황에서 긴급하거나 중요한 데이터는 반드시 제시간에 전송이 되어야 한다. 본 논문에서는 개인병사 전술 무선망을 위한 BEB(Binary Exponential Back-off)를 사용한 CSMA/CA(Carrier Sensing Multiple Access/Collision Avoidance) 기반의 우선순위 매체접속제어(MAC) 프로토콜을 제안한다. 제안된 MAC 프로토콜은 우선순위가 높은 패킷의 빠른 전송을 위해 우선순위에 따른 PCW(Prioritized Contention Window)를 적용하였고, 남은 back-off 시간을 초기화하기 위해 RBR(Repetitive Back-off Reset)을 제안한다. 제안 된 MAC 프로토콜은 전송 성공률과 컨트롤 패킷의 전송량 측면에서 패킷 충돌을 줄여주기 때문에 DCF(Distributed Coordination Function) 기반의 다른 MAC 프로토콜보다 높은 수율 성능을 보여준다. 따라서, DCF와 비교하였을 때, 제안하는 MAC 프로토콜은 트래픽이 많은 네트워크 환경에서 더욱 효율적으로 에너지를 이용할 수 있다.

하드와 소프트 실시간 트랜잭션을 위한 통합된 동시성제어 기법 (Integrated Concurrency Control Protocol for Hard and Soft Real-Time Transactions)

  • 홍석희
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.57-66
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    • 2008
  • 대부분의 실시간 동시성제어 기법은 주로 한 가지 종류의 실시간 트랜잭션들을 위한 데이터 충돌 해결에 적용되어왔다. 다양한 응용 프로그램 지원과 하드웨어 성능향상으로 실시간 데이터베이스 시스템에서 여러 종류의 실시간 트랜잭션들을 스케줄 할 필요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 하드와 소프트 실시간 트랜잭션들 사이의 데이터 충돌을 해결하는 통합된 동시성제어 기법을 제안한다. 기존에 연구된 PCP(Priority Ceiling Protocol)와 MVPR(Multiversion with Precedence Relationship) 기법을 기반으로 하드 실시간 트랜잭션이 종료시한 내에 작업을 종료하도록 보장하며 종료시한을 만족하는 소프트 실시간 트랜잭션의 비율을 향상시키도록 한다. 제안한 통합된 동시성제어 기법이 직렬화가능 스케줄을 만족시키고 교착상태를 발생시키지 않음을 증명하였다. 모의실험을 통하여 다른 동시성제어 기법과 성능평가 비교를 하였다.

S-BRT 주행로별 대중교통 우선신호 제어 전략 (Control Strategy of Transit Signal Priority by S-BRT Driveway)

  • 김민지;한여희;김영찬
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.78-89
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    • 2022
  • 기존 간선급행버스체계(BRT)의 신속성 및 정시성 저해 문제를 해결하기 위해 도시철도의 이점을 BRT에 적용한 고급 간선급행버스체계(S-BRT)가 등장하였다. 국내 지침에서는 S-BRT 주행로를 기존 BRT 주행로와 동일한 전용차로와 전용도로로 분류하였다. 그러나 S-BRT와 BRT는 상이한 운행 목표와 특성을 지님으로 서로 다른 체계적인 S-BRT 주행로 구분이 필요하다. 이에 본 연구는 국내 여건을 바탕으로 S-BRT 주행로를 전용차로, 혼용차로, 일반차로로 분류하였다. 이후 목표 서비스 수준 달성을 위해 각 주행로별 특성을 바탕으로 대중교통 우선 신호 제어 전략을 제시하였다. 대부분의 분석 시나리오에서 S-BRT 목표 서비스 수준을 달성했으며 전용차로, 혼용차로, 일반차로 순으로 높은 운행 속도를 보였다. 본 결과는 S-BRT 운행시 각 주행로별 특성을 고려한 대중교통 우선신호 운영이 필요함을 시사한다. 본 연구의 결과는 향후 각 지자체에서 S-BRT 도입 시 주행로 설계와 우선신호 운영을 위한 자료로 활용 가능할 것으로 기대된다.

Scheduling of Sporadic and Periodic Tasks and Messages with End-to-End Constraints

  • Kim, Hyoung-Yuk;Kim, Sang-Yong;Oh, Hoon;Park, Hong-Seong
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.747-752
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    • 2004
  • Researches about scheduling of the distributed real-time systems have been proposed. However, they have some weak points, not scheduling both sporadic and periodic tasks and messages or being unable to guaranteeing the end-to-end constraints due to omitting precedence relations between sporadic tasks. So this paper proposes a new scheduling method for distributed real-time systems consisting of sporadic and periodic tasks with precedence relations and sporadic and periodic messages, guaranteeing end-to-end constraints. The proposed method is based on a binary search-based period assignment algorithm, an end-to-end laxity-based priority assignment algorithm, and three kinds of schedulability analysis, node, network, and end-to-end schedulability analysis. In addition, this paper describes the application model of sporadic tasks with precedence constraints in a distributed real-time system, shows that existing scheduling methods such as Rate Monotonic (RM) scheduling are not proper to be applied to the system having sporadic tasks with precedence constraints, and proposes an end-to-end laxity-based priority assignment algorithm.

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CAN-Based Networked Control Systems: A Co-Design of Time Delay Compensation and Message Scheduling

  • Cac, Nguyen Trong;Hung, Nguyen Xuan;Khang, Nguyen Van
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39B권10호
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    • pp.629-644
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    • 2014
  • The goal of this paper is to consider a co-design approach between time delay compensation and the message scheduling for CAN-Based Networked Control Systems (NCS). First we propose a hybrid priority scheme for the message scheduling in order to improve the Quality of Service (QoS). Second we present the way to calculate the closed-loop communication time delay and then compensate this time delay using the pole placement design method in order to improve the Quality of Control (QoC). The final objective is the implementation of a co-design which is the combination of the compensation for communication time delays and the message scheduling in order to have a more efficient NCS design.