• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제1권4호
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• pp.474-483
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• 2003

Belt drives provide freedom to position the motor relative to the load and this phenomenon enables reduction of the robot arm inertia. It also facilitates quick response when employed in robotics. Unfortunately, the flexible dynamics deteriorates the positioning accuracy. Therefore, there exists a trade-off between the simplicity of the control strategy to reject time varying disturbance caused by flexibility of the belt and precision in performance. Resonance of the system further leads to vibrations and poor accuracy in positioning. In this paper, accurate positioning of a belt driven mechanism using a feed-forward compensator under maximum acceleration and velocity constraints is proposed. The proposed method plans the desired trajectory and modifies it to compensate delay dynamics and vibration. Being an offline method, the proposed method could be easily and effectively adopted to the existing systems without any modification of the hardware setup. The effectiveness of the proposed method was proven by experiments carried out with an actual belt driven system. The accuracy of the simulation study based on numerical methods was also verified with the analytical solutions derived.

• 한국운동역학회지
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• 제22권2호
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• pp.159-171
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• 2012

The purpose of this study was to provide information about kinematic variables of the gliding and delivery motion of Hyung-Keun Lee, a high school shot putter who was ranked 1st at the 2011 National Sports Festivals. Three-Dimensional motion analysis using a system of 4 video cameras at a sampling frequency of 60 Hz was conducted during shot-putting events at the 2011 National Sports Festivals. During the gliding and delivery phase of the player the results showed following characteristics; 1) The gliding technique types of the player appeared to be the short-long technique as the gliding and stance length ratio were $42.3{\pm}3.87$ % and $57.7{\pm}3.87$ %, respectively. In addition, the trajectory of shots during the gliding and delivery phase showed different trajectory patterns with "S-shaped" type of elite players due to the deviation from a central axis of the APSS (athletic-plus shot system). 2) The horizontal velocity of COG made from gliding should maintain the velocity during transition and release phase, but the player showed a small momentum for a gradual decrease of velocity. 3) Therefore, the player requires to adjust an appropriate ratio between gliding and stance length with a strong muscle power at the trunk, throwing arm, and the lower extremity during gliding and delivery phase.

• 한국추진공학회지
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• 제12권6호
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• pp.38-47
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• 2008

횡방향으로 유입되는 공기유동에서 연료 제트의 액주 및 액적영역의 궤적에 관한 연구를 수행하였다. 실험방법으로는 직접사진촬영방법과 평면레이저유도형광 기법을 사용하여 분석하였다. 본 연구의 목적은 공기유동 방향에 수직으로 분사되는 분무와 분사각도의 분무에서 궤적에 대한 경험식을 도출하여 기존 연구결과와 비교분석하고, 대향분사에서의 궤적에 대한 경험식을 도출하는데 있다. 실험을 통하여 액주 및 액적 영역의 궤적은 연료분사차압, 공기의 유속, 분사기 지름 크기, 분사각도에 의하여 결정되며, 정방향의 분무와 대향분사 결과에 있어서는 실험식 상수의 차이가 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권4호
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• pp.350-358
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• 2009

본 논문은 재진입 비행체의 TAEM 구간 유도와 제어에 관하여 기술 하였다. TAEM 구간은 공기의 밀도와 비행체의 속도의 범위가 큰 특징을 가지고 있으며, 이들 조건하에 TAEM 구간의 유도를 위한 궤적과 비행체의 상태값을 최적화하였다. 최적화된 상태값은 7가지의 상태이며, 상태값은 Down-range, Cross-range, 비행체의 고도, 속도, 경로각, 방위각, 그리고 비행 거리이다. 최적화 연산을 수행하기 위하여 DIDO 프로그램을 사용하였다. 재진입 비행체의 제어를 위하여 인공 신경망을 이용한 되먹임 선형화 제어법을 사용하였다. 비행체의 동역학 모델은 역전파 모델을 통하여 근사화 되고, 근사화된 동역학 모델과 지연된 제어 입력, 플랜트 출력으로부터 새로운 제어 입력을 생성하게 된다. 이를 이용하여 본 논문에서는 앞서 최적화된 7가지의 상태값을 추종하는 결과를 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.283-288
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• 2014

로봇에 대한 필요성이 더 이상 산업용 로봇에 국한되지 않고 서비스 로봇 혹은 의료 로봇으로 확대됨에 따라 사람과의 공존을 위해 외부 환경에 즉각적으로 대응이 가능한 궤적 생성 방법이 요구되고 있다. 이에 본 논문에서는 컨볼루션 연산을 이용한 실시간으로 변경 가능한 궤적 생성 방법을 제시한다. 본 논문에서 제시하는 방법은 기존의 컨볼루션 방법과 같이, 시스템의 운동학적 제약 조건 내에서의 궤적을 생성하며 기존 컨볼루션 방법의 모든 특성을 만족한다. 또한, 항상 사다리꼴 모양으로 궤적이 생성되는 특성으로 인한 특정 상황에서 비효율적으로 궤적이 생성될 수 있는 기존 컨볼루션 방법의 단점을 개선시키는 새로운 방법을 제시한다. 모의 실험을 통해 제안하는 방법의 유효성과 적합성을 보이며, 기존 컨볼루션 방법과의 비교를 통해 그 효율성을 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.11-22
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• 1987

흐름수역(水域)에서 연직상향으로 방류되는 평면부력(平面浮力)?의 거동이 연속방정식(連續方程式), 운동량방정식(運動量方程式) 및 추적물수송식(追跡物輸送式)의 기본방정식을 수치적(數値的)으로 풀음으로서 해석(解析)된다. 난류확산(亂流擴散)에는 Prandtl의 혼합거리이론(混合距離理論)을 도입한 난류수송모형(亂流輸送模型)이 이용된다. 수치해과정(數値解過程)은 기본방정식을 유함수(流凾數)(stream function)식(式)과 골도수송(滑度輸送)(vorticity transport)식을(式) 이용하여 변환(變換)한 후, ?방류속도(放流速度), ?방류구폭(放流口幅) 등(等)으로 표현되는 변수(變數)와 흐름을 지배(支配)하는 무차원매개변수(無次元媒介變數)를 도입하여 무차원화(無次元化)하고 successive under-relaxation을 이용하여 Gauss-Seidal 반복법(反復法)으로 해를(解) 구(求)하는 것이다. 수치실험(數値實驗)은 방류(放流)Froude수(數)가 4~32, 방류속도(放流速度)와 가로흐름속도와의 비로(比) 정의되는 속도비가 8~15 의 범위의 흐름영역(領域)에서 수행되었다. 부력(浮力)?으로 인한 주변(周邊)흐름수역(水域)의 속도변화(速度變化), 온도상승(溫度上昇)범위, 흐름상태 및 골도(滑度)가 조사되었으며, ?의 경로에 대한 속도비와 방류밀도Froude 수의 영향이 또한 조사되었다. ?중심선의 속도, 온도변화, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數)의 변화가 계산되며 퍼짐율(spreading rate)과 확산비(擴散比)(dispersion ratio)가 방류밀도(放流密度)Froude 수, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數) 및 속도비(速度比)의 항(項)으로 해석되었다. 또한 속도와 온도분포를 상사(相似)(similarity)로 나타낼 수 있음이 밝혀졌으며, Gaussian 분포(分布)를 이용한 적분형해석(積分型解析)(integral type analysis)이 가능한 것으로 사료된다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권3호
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• pp.350-356
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• 2003

In this study, a numerical analysis for the piston secondary dynamics of small refrigeration reciprocating compressors is performed. In general, the length of cylinder in this class of compressors is shortened to diminish the frictional losses of the piston-cylinder system. So, the contacting length between piston and cylinder wall is in variable with the rotating crank angle around the BDC of the reciprocating piston. In the problem formulation of the piston dynamics, the variation in bearing length of the piston and all corresponding forces and moments are considered in order to determine the piston trajectory, velocity and acceleration at each step. A Newton-Raphson procedure was employed in solving the secondary dynamic equations of the piston. The developed computer program can be used to calculate the entire piston trajectory and the lubrication characteristics as functions of crank angle under compressor running conditions. The results explored the effects of some design parameters and operating conditions on the stability of the piston, the oil leakage, and friction tosses.

• Tribology and Lubricants
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• 제18권4호
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• pp.291-298
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• 2002

In this study, a numerical analysis f3r the piston secondary dynamics and lubrication characteristics of small refrigeration reciprocating compressors is presented. In general, the length of cylinder in this class of compressors is shortened to diminish the frictional losses of the piston-cylinder system. So, the contacting length between piston and cylinder wall is in variable with the rotating crank angle around the BDC of the reciprocating piston. In the problem formulation of the piston dynamics, the change in bearing length of the piston and all corresponding forces and moments are considered in order to determine the piston trajectory, velocity and acceleration at each step. A Newton-Raphson procedure was employed in solving the secondary dynamic equations of the piston. The developed computer program can be used to calculate the entire piston trajectory and the hydrodynamic forces and moments as functions of crank angle under compressor running conditions. The results explored the effects of the radial clearance, lubricant viscosity, and pin location on the stability of the piston, the oil leakage, and friction losses.

• 전자공학회논문지B
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• 제30B권10호
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• pp.50-58
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• 1993

The problem of trajectory planning in two redundant robot systems is considered. The trajectory of each robot for the cooperative task is generated so that the robots assume their optimal configurations while following a given desired task. The cooperative task compatibility in and the weighted sum of manipulabilities are proposed and investigated as quality measures. The cooperative task compatibility includes the velocity and force transmission charateristics to the task requirements and so it measures the compatibilities of robot postures with respect to a given task. The weighted sum of manipuabilities of robot postures with respect to a given task. The weighted sum of manipulabilities is also considered as a quality measure since it is helpful to avoid singularities. The usefulness of the cooperative task compatibility and the weighted sum of manipulabilities are shown by computer simulation studies.

• 한국해양공학회지
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• 제9권2호
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• pp.30-40
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• 1995

In this paper, it is proposed a robust control scheme for real time control of a robot manipulator with parameter uncertainties. The focus of this paper is a new approach of multivariable control schemes for an assembly robot manipulator to achieve the accurate trajectory tracking by joint angles. The proposed control scheme consists of a multivariable feedforward controller and feedback controller. In this control scheme, the feedback controller consists of proportional-derivative type and is designed by the pole placement method. The feedforward controller uses the inverse of the linealized model of robot manipulator dynamics. This feedback controller ensures that each joint enables to track any reference trajectory. The proposed robot controller scheme has a computational efficiency.