• 실천공학교육논문지
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• 제10권1호
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• pp.17-24
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• 2018

전공단위로 3학기동안 진행되는 작품 설계 및 제작 활동을 통해 졸업기준을 만족하기 위한 과정 이수와 그 과정에 만들어진 결과물인 다양한 이동환경 적용이 가능한 Drone의 구상 및 제작 과정에 대해 제안한다. Ring Propeller의 형태를 이용하여 Propeller로서의 양력 발생 역할과 테두리의 면을 통하여 지면에 접촉하는 바퀴로의 역할을 모두 가능하도록 제작한다. 또한 Servo Motor를 이용하여 명령에 따라 정확한 각도를 맞추어 모터의 구동축을 변환한다. 그리고 구상한 아이디어를 3D 프린팅으로 구현하고, 추진체 구동 회로를 설계하고 제작한다. 그 결과 추진체의 무게 증가로 공중 운항과 운항중 목적한 추진체계의 실시간 변환은 성공하지 못하였고, 그 원인으로 추력 발생을 위한 크기와 링 프로펠러의 내성 한계의 오차임을 확인하였다. 그리고 이러한 과정을 통해 공학적 접근 방법과 종합설계를 통한 창의적 사고방식 및 협동심의 경험을 인정받았고, 그 결과물을 공학 논문으로 작성하고 심사를 통해 졸업기준이 만족됨을 확인받았다.

• 국제학술발표논문집
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• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.1250-1251
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• 2022

Measuring management is an important part of preventing the collapse of retaining walls in advance by evaluating their stability with a variety of measuring instruments. The current work of measuring management requires considerable human and material resources since measurement companies need to install measuring instruments at various places on the retaining wall and visit the construction site to collect measurement data and evaluate the stability of the retaining wall. It was investigated that the applicability of the current work of measuring management is poor at small and medium-sized urban construction sites(excavation depth<10m) where measuring management is not essential. Therefore, the purpose of this study is to develop a laser sensor-based hardware to support the wall displacement measurements and their control software applicable to small and medium-sized urban construction sites. The 2D lidar sensor, which is more economical than a 3D laser scanner, is applied as element technology. Additionally, the hardware is mounted on the corner strut of the retaining wall, and it collects point cloud data of the retaining wall by rotating the 2D lidar sensor 360° through a servo motor. Point cloud data collected from the hardware can be transmitted through Wi-Fi to a displacement analysis device (notebook). The hardware control software is designed to control the 2D lidar sensor and servo motor in the displacement analysis device by remote access. The process of analyzing the displacement of a retaining wall using the developed hardware and software is as follows: the construction site manager uses the displacement analysis device to 1)collect the initial point cloud data, and after a certain period 2)comparative point cloud data is collected, and 3)the distance between the initial point and comparison point cloud data is calculated in order. As a result of performing an indoor experiment, the analyses show that a displacement of approximately 15 mm can be identified. In the future, the integrated system of the hardware designed here, and the displacement analysis software to be developed can be applied to small and medium-sized urban construction sites through several field experiments. Therefore, effective management of the displacement of the retaining wall is possible in comparison with the current measuring management work in terms of ease of installation, dismantlement, displacement measurement, and economic feasibility.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제43권4호
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• pp.28-36
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• 2006

본 연구에서는, 팔의 4가지 운동을 구별할 수 있는 계측 시스템과, 구별된 팔의 운동 위치를 추정할 수 있는 제어 알고리즘에 관하여 기술한다. 먼저 4가지(굽히기와 펴기, 내전과 외전) 운동을 구별하기 위해 굽혀진 정도를 측정할 수 있는 전기 저항 형태의 굽힘 센서를 사용한다. 이 센서를 왼팔의 상완 이두근과 오구완근에 1개씩 부착한다. 부착된 두 개의 센서로부터 출력되는 신호는 증폭기와 필터 등으로 구성된 계측 시스템을 통과한다. 이 시스템에서는 상완이두근에 부착된 센서 신호는 굽히기와 펴기 운동 중에서만 On/OFF 작동을 하도록 하고, 오구완근에 부착된 센서 신호는 모든 운동에 작동하도록 설계하였다. 이렇게 출력된 신호들로부터 4가지 운동은 구별하여 출력하고, 출력된 신호들로부터 팔의 운동 위치를 측정한다. 마지막으로, 제안된 알고리즘의 효용성을 입증하기 위해 RC 서보 모터와 포텐션미터로 구성된 2자유도의 인공팔을 제작하여 실험한다. 실험을 통해 인공 팔의 위치는 모터의 회전 관성, 센서의 노이즈 등으로 실제 팔의 위치와 차이가 발생하였다 이 오차를 감소하기 위해 오차값과 오차의 변화값에 근거한 퍼지 PID 제어기를 사용하였고, 이로써 오차가 5도 이내로 감소되었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권1호
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• pp.63-68
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• 2018

At present, ultra-precision cutting technology has been studied in Korean research institutes, focusing on development of ultra-precision cutting tool technology and ultra-precision control engineering. However, the developed technologies are still far behind advanced countries. It focuses on metals including aluminum, copper and nickel, and nonmetals including plastics, silicone and germanium which require high precision while using a lathe. It is hard to implement high precision by grinding the aforementioned materials. To address the issue, the ultra-precision cutting technology has been developing by using ultra-precision machine tools very accurate and strong, and diamond tools highly abrasion-resistant. To address this issue, this study aims to conduct ultra-precision cutting by using ECTS (Error Compensation Tool Servo) to improve motion precision of elements and components, and compensate for motion errors in real time. An IR camera is used for analyzing cutting accuracy differences depending on the heat generated in diamond tools in cutting to examine the heat generated in cutting to study cutting accuracy depending on generated heat.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1022-1027
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• 2003

The Motion controllers provide the sophisticated performance and enhanced capabilities we can see in the movements of robotic systems. Several types of motion controllers are available, some based on the kind of overall control system in use. PLC (Programmable Logic Controller)-based motion controllers still predominate. The many peoples use MCU (Micro Controller Unit)-based board level motion controllers and will continue to in the near-term future. These motion controllers control a variety motor system like robotic systems. Generally, They consist of large and complex circuits. PLC-based motion controller consists of high performance PLC, development tool, and application specific software. It can be cause to generate several problems that are large size and space, much cabling, and additional high coasts. MCU-based motion controller consists of memories like ROM and RAM, I/O interface ports, and decoder in order to operate MCU. Additionally, it needs DPRAM to communicate with host PC, counter to get position information of motor by using encoder signal, additional circuits to control servo, and application specific software to generate a various velocity profiles. It can be causes to generate several problems that are overall system complexity, large size and space, much cabling, large power consumption and additional high costs. Also, it needs much times to calculate velocity profile because of generating by software method and don't generate various velocity profiles like arbitrary velocity profile. Therefore, It is hard to generate expected various velocity profiles. And further, to embed real-time OS (Operating System) is considered for more reliable motion control. In this paper, the structure of chip-based precision motion controller is proposed to solve above-mentioned problems of control systems. This proposed motion controller is designed with a FPGA (Field Programmable Gate Arrays) by using the VHDL (Very high speed integrated circuit Hardware Description Language) and Handel-C that is program language for deign hardware. This motion controller consists of Velocity Profile Generator (VPG) part to generate expected various velocity profiles, PCI Interface part to communicate with host PC, Feedback Counter part to get position information by using encoder signal, Clock Generator to generate expected various clock signal, Controller part to control position of motor with generated velocity profile and position information, and Data Converter part to convert and transmit compatible data to D/A converter.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1039-1047
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• 2017

본 논문은 무선네트워크를 사용하는 비행제어시스템을 탑재한 고정익 무인항공기의 시험개발에 대해 소개한다. 무선네트워크를 기반으로 하는 항공기는 기존의 방식과 달리 센서와 구동기를 무선으로 연결하여 전선의 무게를 줄여 항공기를 경량화 할 수 있고, 이에 따라 기체 정비비용과 시간을 절약할 수 있다. 본 연구에서 사용된 무인항공기는 AHRS와 GPS, 엘리베이터와 에일러론을 구동하는 서보모터가 ZigBee 통신을 이용하여 FCC에 연결되었다. 또한 무선신호에 의한 지연이 비행안전성에 미치는 영향을 알아보고자 실내 및 비행시험을 수행하였으며, 유선비행제어시스템과의 결과 비교를 통해 이러한 영향은 매우 미미했음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.380-388
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• 2016

마그네트 기어를 이용하면 기계적인 접촉없이 동력을 전달할 수 있다. 마그네트 기어 기반 감속 시스템에서 종동축은 구동축으로부터 분리되어있기 때문에 시스템은 제한된 공극 강성으로 부하 변화에 대응해야하는 2관성 공진 시스템이다. 종동축 즉, 저속측은 구동축 인가 토크만으로 제어되고 갑작스런 외란에 따라 일반적인 기계식 기어 시스템과 달리 과도한 진동이나 슬립이 발생할 수 있다. 따라서 저속측에 인가되는 부하 등의 외란은 실시간으로 측정되거나 추정되어야 한다. 본 논문에서는 고조파 조절기 일체형 마그네트 기어를 이용한 감속 시스템의 저속측 속도 제어를 위한 전상태 되먹임 제어기를 제안하고 이를 전산 모의 시험과 실험을 통해 검증하였다. 저속측 부하를 추정하기 위해 새로운 상태변수를 도입하여 관측기를 설계하였으며 이를 기반으로 하는 전상태 제어기를 통한 외란에 대한 강건성은 2자유도 PI 속도 제어기와 비교하였다. 상대적으로 짧은 시간안에 극의 슬립이 보정되는 것을 확인하였으며 추정된 변수는 실제 측정 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 마그네트 기어 감속기의 서보 시스템으로의 응용 가능성을 담보해주는 결과인 것으로 판단된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.54-60
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• 2018

본 논문에서는 쿼드콥터 드론의 충돌방지를 위한 효율적인 자동제어 방법을 제안한다. 일반적인 드론조종 방법은 RC 조종기에서 노브의 움직임을 PWM 신호로 변환하여 전송하면 이를 드론의 무선 수신부에서 수신하여 비행제어(FC) 모듈에 전달하는 방식으로 이루어진다. 드론의 수신기와 FC 모듈 사이에 충돌 회피 모듈을 구현하여 쓰로틀, 피치 및 롤 제어 신호를 모니터링하고 변경하는 방식으로 드론 충돌을 방지한다. 충돌을 방지하기 위해 LiDAR 거리 센서와 서보 모터를 설치하여 주기적으로 비행 방향을 중심으로 -45도에서 +45도 이내의 장애물 거리를 측정한다. 충돌이 예상되면 수신된 PWM 신호를 변경하여 FC 모듈로 전송함으로써 충돌을 방지한다. 우리가 제안한 방법을 쿼드콥터 드론에 적용하여 실험을 통해 검증한 결과, 조종자 부주의 혹은 조종 미숙으로 인해 발생할 수 있는 충돌을 방지할 수 있어 안전성이 향상됨을 보였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제44권1호
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• pp.33-39
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• 2007

LonWorks/IP VDN은 LonWorks 디바이스 네트워크와 IP(데이터) 네트워크와의 통합네트워크로 산업현장에 대한 유비쿼터스 접근을 제공하여 설비에 대한 예지 및 예방보전을 가능하게 한다. 산업현장에 대한 예지 및 예방보전을 위한 실시간 분산제어 환경에서 즉각적인 응답은 필수불가결한 요소이다. LonWorks/IP 가상 디바이스 네트워크(VDN) 상에서 불확실한 시간지연은 산업현장에 대한 실시간 예지 및 예방보전을 위해 분산 제어를 수행할 때 시스템의 안정성과 성능을 악화시킨다. 따라서 네트워킹 된 분산제어시스템의 안정성을 보장하고 성능을 개선하기 위해서는 시간에 따라 가변적인 불확실한 시간지연을 보상할 필요가 있다. 본 논문에서는 LonWorks/IP VDN와 같은 분산제어 환경 하에서 서보 제어를 수행하는 경우에 외란관측기와 위상지연 보상기로 ZPETC(Zero Phase Error Tracking Controller)를 도입한 제어구조가 제시되고 컴퓨터 모의실험이 수행된다. 제안된 제어기의 성능은 컴퓨터 모의실험을 통하여 외란관측기를 도입한 Smith 예측기 기반의 내부모델제어기(IMC)의 제어결과와 비교 제시된다. 제안된 제어기는 외란과 잡음에 강인한 특성을 가지며, 주기적인 신호에 대한 추종성능을 상당히 개선시키므로 가변적인 시간지연을 갖는 LonWorks/IP VDN 상에서 주기적인 작업 수행에 필요한 분산 서보제어에 매우 적합하다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권1호
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• pp.646-653
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• 2021

본 연구에서 개발된 의료용 침대는 N개의 건반으로 이루어져 각각이 엑츄에이터에 의해 수직으로 구동된다. 각 건반에는 M개의 센서가 실장되어 체압을 측정하므로 체압지도의 해상도는 MN에 의해 결정된다. 각 건반에는 센서 제어기가 실장되어 M개의 센서로부터 측정한 체압값을 CAN(Car Area Network)와 같은 직렬 통신 네트워크를 통해 메인제어기로 전달한다. 각 건반에는 모터를 구동하는 서보 드라이버가 하나씩 장착되며 메인 제어기와 CAN으로 연결되어 메인 제어기에서 지시된 변위값대로 건반의 높낮이를 제어하며 향후 개발될 인공지능 제어 알고리즘을 위해 신체 각부의 편안도를 조사하여 건반의 높낮이를 맞추었다. 또한, 건반 각부에 걸리는 최대 체압값과 체압비를 계산하여 인공지능에 의한 침대 편안도 제어를 위해 기초 데이터로 활용한다. 결과적으로 제시된 시스템은 향후 개발될 인공지능에 의한 신체의 안락함과 욕창 방지 제어를 위해 활용될 수 있는 토대가 될 수 있다.