• 제목/요약/키워드: Straight Line Stability

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LQR 기법을 이용한 로봇다리의 다중입력 유압시스템 제어에 관한 연구 (A Study on the Control of Multi-Input Hydraulic System for Robot Leg using LQR Technique)

  • 유삼현;임수철
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.540-547
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    • 2009
  • In the near future, military robots are likely to be substituted for military personnel in the field of battle. The power system of a legged robot is considerably more complex than the one used for a land vehicle because of the coordination and stability issues due to the large number of degree of freedom. In this paper, a servovalve-piston combination system for a straight-line motion of robot leg is modeled as three degree of freedom based on double inputs and single output transfer function. The output is the displacement of piston from neutral. The inputs are valve displacement from neutral and arbitrary load force in this system. LQR(Linear Quadratic Regulator) technique is applied in order to achieve robust stability and fast responses of the system. The Kalman filter loop, rejection of disturbance and noise, riccati equation, filter gain matrix, and frequency domain equality are analyzed and designed.

슬라이딩 모드 제어를 이용한 시각센서 기반의 차선변경제어 시스템 설계 (Vision-Based Lane Change Maneuver using Sliding Mode Control for a Vehicle)

  • 장승호;김상우
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제8권6호
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    • pp.194-207
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    • 2000
  • In this paper, we suggest a vision-based lane change control system, which can be applied on the straight road, without additional sensors such as a yaw rate sensor and a lateral accelerometer. In order to reduce the image processing time, we predict a reference line position during lane change using the lateral dynamics and the inverse perspective mapping. The sliding mode control algorithm with a boundary layer is adopted to overcome variations of parameters that significantly affects a vehicle`s lateral dynamics and to reduce chattering phenomenon. However, applying the sliding mode control to the system with a long sampling interval, the stability of a control system may seriously be affected by the sampling interval. Therefore, in this paper, a look ahead offset has been used instead of a lateral offset to reduce the effect of the long sampling interval due to the image processing time. The control algorithm is developed to follow the desired trajectory designed in advance. In the design of the desired trajectory, we take account of the constraints of lateral acceleration and lateral jerk for ride comfort. The performance of the suggested control system is evaluated in simulations as well as field tests.

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Biomechanical Analysis of the Rotator Cuff Function During Elevation Motion in Scapula Plane using a Skeletal Muscle Model

  • Tanaka, Hiroshi;Nobuhara, Katsuya
    • 대한견주관절학회:학술대회논문집
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    • 대한견주관절학회 2009년도 제17차 학술대회
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    • pp.74-74
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    • 2009
  • The purpose of this study was to estimate force of muscles that constituted the rotator cuff during elevation motion in scapula plane, using a skeletal muscle model and quantitatively evaluate rotator cuff function in vivo. A healthy volunteer was measured with an open MR and CT system at elevation positions in scapula plane (MR: $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$, $120^{\circ}$, $150^{\circ}$, CT: $0^{\circ}$). After reconstruction three-dimensional MRI-based and CT-based bone surface models, matched each models with registration technique. Then supraspinatus, infraspinatus, subscapularis, teres minor, deltoid (anterior, middle, posterior portions) represented as plural lines. These lines were proportional to physiologic cross-sectional area (PCSA) and defined straight line to bind origin and insertion. Force of supraspinatus became greatest at $59^{\circ}$ of elevation. Subsequently force of deltoid middle portion became greatest at $89^{\circ}$ of elevation. Infraspinatus and subscapularis were active at the meantime. In addition, supraspinatus was active during elevation. These results resembled clinical finding and were proved force couples that contribute to mobility and stability of shoulder complex.

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그라포일 분리판을 이용한 고분자 전해질 연료전지의 운전 조건에 관한 연구 (Operating Conditions of Proton Exchange Membrane Fuel Cell Using Grafoil$^{TM}$ as Bipolar Plates)

  • 박태현;장익황;이윤호;이주형;차석원
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.85.1-85.1
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    • 2011
  • In this study, Grafoil$^{TM}$ which has comparable electric resistance and chemical stability but is flexible, fragile, and cheap material was adopted as bipolar plates for proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) having only one straight line flow channel. Because of its flexibility, pressurizations of cell with various pressures showed different operating characteristics compared to ordinary graphite-used PEMFC. While performances of both cells decreased as these were pressurized, investigation of ohmic and faradaic resistance by electrochemical impedance measurement indicated different tendency of change. Ohmic resistance of graphite-used cell increased with increasing pressure, which is reversed in Grafoil$^{TM}$-used cell. It is speculated that effective chemical reaction area is decreased with increasing pressure in case of graphite-used one, but because of flexible property of Grafoil$^{TM}$, gas diffusion layer in Grafoil$^{TM}$-used cell was well-activated. Different rate of change of faradaic resistances in both cells support this supposition. However, although optimum point of pressurization is found, it is required to investigate other operating conditions because of low performance compared to graphite-used cell.

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Trajectory tracking control of underactuated USV based on modified backstepping approach

  • Dong, Zaopeng;Wan, Lei;Li, Yueming;Liu, Tao;Zhang, Guocheng
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제7권5호
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    • pp.817-832
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    • 2015
  • This paper presents a state feedback based backstepping control algorithm to address the trajectory tracking problem of an underactuated Unmanned Surface Vessel (USV) in the horizontal plane. A nonlinear three Degree of Freedom (DOF) underactuated dynamic model for USV is considered, and trajectory tracking controller that can track both curve trajectory and straight line trajectory with high accuracy is designed as the well known Persistent Exciting (PE) conditions of yaw velocity is completely relaxed in our study. The proposed controller has further been enriched by incorporating an integral action additionally for enhancing the steady state performance and control precision of the USV trajectory tracking control system. Global stability of the overall system is proved by Lyapunov theory and Barbalat's Lemma, and then simulation experiments are carried out to demonstrate the effectiveness of the controller designed.

실버패션디자인 연구 - 노년여성의 의복디자인선호도를 중심으로: 델파이법의 적용 - (A Study on Fashion Design of Silver Age -Focused on Elderly Women's Clothing Design Preference : An Application of Delphi Method-)

  • 장안화
    • 한국의류산업학회지
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    • 제7권6호
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    • pp.577-584
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    • 2005
  • The aims of this study are primary data offer to silver fashion enterprise. In order to deduce design from diverse needs of silver generation, this study is required expert knowledge. For this purpose, this study applied two rounded Delphi method in which 31 experts. As a result, the following findings were obtained; From the previous studies, we found the physical changes of women in silver generation; i.e. the size of their waist and abdomen gets larger, their breasts are sagging, their limbs are thinner, upper body is bending, their height and weight get shorter and lighter. Their choice criterion of design of clothing is hide their weak points in body, youthfulness, moderate, and fashion style. Youthful design but patterns should agree with their body line so that they should be easily fit and look young. They like a jacket and pants set best regardless of spring or summer and as upper garment, they like semi fit, as pants, they prefer straight line of ankle length, and as skirts, partial elastic band and pleats, and the length of the skirts just cover their knees. This pattern in choosing their clothes represents they consider functionality as well as the aesthetics. Their preferred color for spring is lt/pink, lt/violet lt/green for summer, white and blue. Their preferred materials are wool/poly/spandex and cotton/spandex for functionality for spring, and for summer, linen poly and cotton poly seersucker for cool feeling and stability. In both top and bottom item, solid pattern follows small one in their preference on patterns, which shows that they are in pursuit of an elegant style. Our research based on this survey tries to establish what the fashion design for the silver generation should take into consideration.

GRS-RW 보강토벽체 공법의 준3차원 안정해석 (Quasi-Three Dimensional Stability Analysis of the Geosynthetic-Reinforced Soil Retaining Wall System)

  • 김홍택;박준용
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권4호
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    • pp.177-204
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    • 1998
  • 본 연구에서는, GRS-RW 보강토벽체 공법에 대한 안정해석법의 체계화를 위해 3차원 예상파괴 흙쐐기를 가정하여, 직선부구간 뿐만 아니라 특히 편기각 보강재가 설치되는 곡선부 구간에 대해 적용 가능한 준3차원 안정성 평가기법의 제시가 이루어졌다. 아울러, 본 연구 제시 안정해석법에 의해 평가되는 작용토압합력을 다짐토압 분포형태로 가정하여, 1차원 유한요소해석을 이용한 전면 벽체의 변위예측기법을 제시하였다. 또한 제시된 전면벽체 변위예측기법의 타당성을 확인하기 위해, 캐나다의 RMC 및 미국의 FHWA에서 시행한 시험결과와 본 연구 제시기법에 의한 예측치를 서로 비교하였으며, 본 비교에는 기존의 보강토벽체 발생변위 평가방법인 Christopher등의 방법 및 Chew & Mitchell의 방법 등을 토대로 한 예측치도 추가 검토상의 목적으로 포함하였다. 또한 편기각 보강재가 설치되는 볼록형태 곡선부 구간에 대해서, 본 연구 예측치와 $FLAC_{3D}$프로그램 해석결 과와의 비교를 퉁해, 본 연구 변위예측기법의 신뢰성 검증이 추가로 이루어졌다. 이외에도, 본 연 구 제시 안정해석 법에 의해 평가되는 전면벽체의 작용토압합력을 깊이별 다짐토압 분포형태로 가정한 기법의 타당성 확인을 위해, FHWA에서 제시한 발생토압 측정결과와 서로 비교하였다. 아울러 다양한 관련 설계변수가 GRS-RW 보강토벽체의 안정성에 미치는 영향등을 분석하였다.

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모래지반에서 벽체의 변위에 따른 수동측토압 산정 (Estimation of Mobilized Passive Earth Pressure Depending on Wall Movement in Sand)

  • 김태오;박이근;김태형
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권11호
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    • pp.51-60
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    • 2020
  • 횡방향의 토압에 저항하는 앵커블록, 흙막이 가설벽체, 레이커 지지블록 등에서 수동토압 산정은 중요한 요소이다. 실무에서는 사용의 편의성으로 인하여 파괴면을 직선으로 가정한 Coulomb과 Rankine의 이론을 사용하여 토압을 산정하는 것이 일반적이다. 하지만 실제 발생하는 수동파괴면은 벽면과 지반의 마찰로 인하여 벽체부근에서는 곡면이고 지표부근에서는 평면이 되는 복합파괴면을 형성한다. 흙막이 구조물의 안정검토에서 저항력으로 산정되는 수동토압이 발생되는 변위는 주동토압이 발생되는 주동변위 보다 커 대부분 구조물의 안정성을 초과하는 변위가 발생하여야 수동토압의 저항력이 발휘되므로 수동토압을 설계에 적용하기 위해서는 허용변위 이내의 임의변위에서 발휘되는 수동측토압의 산정이 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 복합파괴면을 반영한 한계변위 내의 임의 변위에서 발휘되는 수동측토압을 산정할 수 있는 반경험식을 활용하여 벽체의 세 가지 거동조건에 따라 임의 변위에서 발휘되는 수동토압을 분석하였다.

포장가속시험시설의 동역학 힘 예측 및 강도설계에 관한 연구 (A Study of Dynamis Force Estimation and Strength Design of KALES)

  • 김낙인;양성철;박용걸
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.211-221
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    • 2001
  • 본 연구에서는, 포장가속시험시설이 사용 중 발생 가능한 동역학적 힘을 예측하기 위해, 이미 개발되어 운용중인 모형시험시설을 이용하여 차량 운동방정식을 구하고, 모형시험시설과 포장가속시험시설(KALES : Korea Accelerated Loading and Environmental Simulator)의 상사관계를 이용하여 KALES가 운행 중 발생할 수 있는 동역학적인 힘을 예측하였다. 이를 기반으로 실제 차량 구조부 형상에 대한 상세설계를 전산해석과 피로수명평가 방법을 이용하여 수행하였다. 해석 결과, 동역학적 모형화 및 피로강도 해석기술을 기반으로 설계된 KALES는 시험 중 발생되는 사용하중 이력에 대해서 피로 강도적으로 충분한 안전성이 확보되도록 설계됨을 확인할 수 있었다.

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쿼드로터드론의 영상기반 자율비행연구를 위한 지상제어시스템 설계 (Design of a GCS System Supporting Vision Control of Quadrotor Drones)

  • 안희준;훵꽁앙;도 딴 뚜안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권10호
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    • pp.1247-1255
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    • 2016
  • 소형드론의 상용화를 위해서는 안전성과 자율운행기능의 확보가 필수적이다. 최근 드론제작이 상당히 용이해졌으나, 여전히 안정적인 드론의 제작은 쉽지 않다. 따라서 자체드론제작 필요성은 영상이나 자율이동 등 상위 알고리즘의 연구에 큰 장애요소로 존재한다. 본 연구에서는 상용드론과 Raspberry PI, 및 오픈소스를 활용하여, 쿼드로터 드론의 자율운행기술 개발 중 영상기반 자율운행을 설계해볼 수 있는 지상원격제어시스템(GCS)을 설계하고 구현하였다. 설계한 시스템은 모듈화된 구성으로 통신, UI 및 영상처리 모듈로 구성하였고, 특히 주행선유지 알고리즘을 구현하여 기능 및 성능 실험을 하였다. 설계한 주행선유지 알고리즘은 Hough 변환에 의하여 검출된 차선을 소실점 검출과 자제적인 라인트래킹 알고리즘을 개발하여 사용하여 인식오류를 줄였으며, 주행선과 드론의 진행방향을 계산하고 방향 (전진, 정지, 좌우회전)제어하였다. 구현된 시스템은 현재 100m육상트랙의 직선과 완만한 곡선을 2-3 m/s로 주행할 수 있다.