• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.213-220
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• 2016

자기부상 수동형 이송 시스템이란 이송자에 부상, 안내, 추진과 관련된 전원장치가 없어 고청정, 무분진이 요구되는 환경에서 사용 가능한 시스템으로써 대면적 디스플레이 공정산업, 반도체 이송장비 등에 활용가능하다. 이 시스템은 이송 대상물의 안정적 운반을 위하여 이송자의 정밀한 자세 제어가 필요하다. 하지만 이송자의 구조적 특징 및 공극 센서 설치 오차에 의해 이송자의 피치운동이 발생하며 이를 해결하기 위한 제어기 설계가 필요하다. 본 논문에서는 자기부상 수동형 이송 시스템의 이송자 피치 운동을 감소시키는 제어에 목적이 있다. 이를 수행하기 위하여 해석적으로는 PDA 제어 모델과 피치제어를 추가한 제어 모델의 피치 각도를 비교한다. 실험적으로는 제어기 변경이 이송자의 피치 각도 및 부상 정밀도에 미치는 영향을 분석한다. 이러한 제어기 설계 변경이 피치 운동에 미치는 영향을 분석하고 부상 정밀도 향상을 위한 방법을 제시한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.659-665
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• 2023

선박 발전기의 여자기는 출력 단자 전압을 일정하게 유지하기 위하여 여자전류 제어를 통해 자속을 조정한다. 여자기 내부에 있는 전압제어기는 통상적으로 비례 적분 제어방식이 사용되는데 게인과 시정수에 의해 결정되는 응답 특성은 적절치 못한 설정값에 의해 원하지 않는 출력을 내며 이로 인해 선내 전력의 품질과 안정성을 떨어뜨릴 수 있다. 본 논문에서는 IEEE에서 제공하는 AC4A 타입의 여자기 모델을 통해 얻을 수 있는 안정적인 입출력 데이터를 활용하여 신경망 회로를 학습시킨 후 기존의 비례 적분 제어방식의 전압제어기를 학습된 신경망 회로 제어기로 대체하여 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 기존 대비 최대 9.63%까지 오버슈팅이 개선되었으며, 안정적인 응답 특성에 대한 우수성을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.927-935
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• 2019

연안 해역에서 소형 선박의 프로펠러 고장으로 인한 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 해상부유물(폐그물 및 로프 등)에 의하여 선박 프로펠러가 감기는 사고가 빈번히 일어나고 있다. 선박 프로펠러 감김 사고는 동력 상실로 인한 선박의 운항 지연 및 표류로 인한 1차 사고와 프로펠러에 감긴 로프을 제거하기 위한 잠수 작업등으로 인한 2차 사고의 우려가 있다. 이러한 빈번한 프로펠러 감김 사고에도 불구하고 문제를 해결할만한 적절한 도구가 없어 선박을 육상으로 인양하여 수리하거나, 잠수부가 직접 선박 아래로 잠수하여 문제를 해결하고 있는 실정이다. 이에 따라, 최근 선박 프로펠러 감김 사고를 예방하기 위해 프로펠러 샤프트에 로프절단장치를 일부 소형선박에 장착하고 있으나 비교적 높은 설치비용 및 시간이 으로 인하여 원활하게 적용되어지지 않는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계톱 원리를 이용한 간단한 구조를 가진 수중절단기 기구 설계 및 제어기 개발을 수행하였다. 수중절단기의 톱날은 직선왕복동작을 위해 유성기어와 크랭크핀을 사용함으로써 긴 행정을 가질 수 있도록 하였다. 또한 수중절단기는 소형 선박에 비치되어있는 배터리를 이용하여 작동시킬 수 있도록 하였다. 또한, 비전문가인 사용자가 보다 편리하고 안전하게 사용할 수 있도록 역전류 방지 및 속도제어회로를 적용하여 편리성 및 안정성을 확보하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.94-101
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• 2015

장기체공 무인기용 동력원으로 활용될 태양전지-연료전지 복합 동력원 통합 전 단계로 태양전지와 연료전지 개별 시스템에 대한 구성과 평가를 수행하였다. 태양전지 시스템은 Sunpower사의 C60 태양 전지를 활용한 모듈, 상용 태양광 MPPT 제어기, 그리고 리튬-폴리머 배터리를 이용하여 구성하고 평가하였다. 연료전지 시스템 운용을 위하여 $NaBH_4$ 가수분해를 이용한 수소공급장치의 재시동 특성을 확인하였다. 태양전지 시스템에 속한 배터리의 성능이 평균 -2.9 V/hour임을 확인하였다. 수소공급장치의 재시동 특성이 운용임무 조건에서 안정적인 성능이 나타남을 확인하였다. 본 연구를 통하여 제시된 임무조건에서의 각 단일시스템의 성능이 적합함을 확인하였다.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제1권4호
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• pp.192-197
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• 2011

This paper describes the mathematical modeling, control algorithm, system design, hardware implementation and experimental test of a Manta-type Unmanned Underwater Vehicle (MUUV). The vehicle has one thruster for longitudinal propulsion, one rudder for heading angle control and two elevators for depth control. It is equipped with a pressure sensor for measuring water depth and Doppler Velocity Log for measuring position and angle. The vehicle is controlled by an on-board PC, which runs with the Windows XP operating system. The dynamic model of 6DOF is derived including the hydrodynamic forces and moments acting on the vehicle, while the hydrodynamic coefficients related to the forces and moments are obtained from experiments or estimated numerically. We also utilized the values obtained from PMM (Planar Motion Mechanism) tests found in the previous publications for numerical simulations. Various controllers such as PID, Sliding mode, Fuzzy and $H{\infty}$ are designed for depth and heading angle control in order to compare the performance of each controller based on simulation. In addition, experimental tests are carried out in a towing tank for depth keeping and heading angle tracking.

• 로봇학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.103-112
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• 2018

In this paper, a high performance underwater vehicle which can be manufactured at low cost is designed and fabricated, and its performance is verified through experiments. To improve efficiency, the Myring equation is used to design the appearance and the duct structure including the thruster is planned to increase the propulsion efficiency while reducing the drag force. Through various methods, it is secured stable waterproof performance, and also is devised to have high speed movement and turning performance. The developed underwater vehicle is equipped with a high output BLDC motor to achieve a linear speed of up to 2 m/s and can change direction rapidly with stability through four rudders. The rudders are driven by coupling a timing belt and a pulley by extending the axis of a servo motor, and are equipped at the end of the body to turn heading. In addition, for stable posture control, the roll keeps its internal center of gravity low and maintains its stability due to restoring force. By controlling the four rudders, pitch and yaw are handled by the PID controller and show stable performance. To investigate the horizontal turning performance, it is confirmed that the yaw rate controller is designed and stable yaw rate control is performed.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권2호
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• pp.87-96
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• 2018

A trajectory control system plays an important role in controlling motions of marine vehicle when a series of way points or a path is given. In this paper, a sliding mode control (SMC)-based trajectory tracking controller for marine vehicles is presented. A small-sized unmanned ship is considered as a control object. Both speed and heading angle of a ship should be controlled for tracking control. The common point of related researches was to separate ship's speed and heading angle in control methods. In this research, a new control law from a general sliding mode theory that can be applied to MIMO (multi input multi output) system is derived and both speed and heading angle of a ship can be controlled simultaneously. The propulsion force and rudder force are also applied in modeling stage to achieve accurate simulation. Disturbance induced by wind is also tackled in the dynamics considering robustness of the proposed control scheme. In the simulation, we employed a way-point method to generate ship's trajectory and applied the proposed control scheme to ship's trajectory tracking control. Our results confirmed that the tracking error was converged to zero, thus demonstrating the effectiveness of the proposed method.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.327-332
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• 1993

One maglev vehicle is composed of 6 r 8 modules. Each module is composed of 4 staggered magnets attached to an aluminum bogie. In the view point of levitation control except propulsion by LIM, 5 is the maximum degrees of freedo to be controlled. But rolling control of the vehicle depends on the bogie structure. We describe just anti-roll type out of bogie structures and 4 degrees of freedom control is sufficient for levitation quality improvement. Multivariable pole-placement concept and the decentralized control concept are used for controller design. Computer simulation and control experiment are performed on a specially designed test module.

• 전기학회논문지
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• 제65권11호
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• pp.1820-1826
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• 2016

This paper deals with dynamic characteristics of the experimental magnetic levitation vehicle employing LSM(Linear Synchronous Motor) for propulsion. To predict the dynamic characteristics of the system, the dynamic model which is composed of the electrical elements such as electromagnets and LSM and mechanical components and is developed based on multibody dynamics is developed. The resulting system equations of motion for the model are a coupled one representing all the mechanical and electrical parts. To verify the dynamic model of the system, air gaps are measured in both running tests and simulation, and the frequency characteristics of air gaps are analyzed. From the results, it can be seen that the frequency responses are almost the same. Finally, to evaluate the levitation stability and the designed controller, numerical simulations are carried out.

• 전기학회논문지
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• 제61권4호
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• pp.549-554
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• 2012

Noncontactable joystick for a low speed electric vehicle(LSEV) is developed. The joystick is proposed to replaced the steering wheel in a conventional LSEV. The main advantages of the proposed joystick are a durable and a stable in structure, simple and easy to control through discriminating the driving and braking area. To reduce error and stability in the joystick control, input and output signal of the joystick are manipulated by data averaging and differntiation. With this algorithm, the driving resolution and capability are improved. To verify the proposed algorithm, a simple prototype model which has two electric motors for propulsion and steering are used. Test results show that the prototype joystick control system is applicable to an LSEV dirve.