• 로봇학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.23-30
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• 2024

This paper studies a GPS error filtering method that takes into account the continuity of the ongoing path to enhance the safety of autonomous agricultural mobile robots. Real-Time Kinematic Global Positioning System (RTK-GPS) is increasingly utilized for robot position evaluation in outdoor environments due to its significantly higher reliability compared to conventional GPS systems. However, in orchard environments, the robot's current position obtained from RTK-GPS information can become unstable due to unknown disturbances like orchard canopies. This problem can potentially lead to navigation errors and path deviations during the robot's movement. These issues can be resolved by filtering out GPS information that deviates from the continuity of the waypoints traversed, based on the robot's assessment of its current path. The contributions of this paper is as follows. 1) The method based on the previous waypoints of the traveled path to determine the current position and trajectory. 2) GPS filtering method based on deviations from the determined path. 3) Finally, verification of the navigation errors between the method applying the error filter and the method not applying the error filter.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.28-36
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• 2022

현재 조선산업 현장의 자동화, 지능화가 가능해져 작업 생산능력과 비용 경쟁력은 향상되었으나, 산업현장 작업자들의 안전사고 감소율은 여전히 저조한 편이며 안전사고로 인한 피해는 매우 심각하므로 현장에 맞게 개선의 필요성이 존재한다. 본 연구에서는 조선소의 작업자 보호 및 환경 안전을 위한 스마트 안전모의 개발과 함께 효용성을 검증하기 위해 실증 구역에서 스마트 안전모 간의 커넥티비티 실증을 목표로 한다. 또한, 작업자 보호 및 안전을 위해 스마트 안전모 착용자 간의 다대다 LTE 통신을 구현하고, 조선소 작업장에서 테스트한 결과를 분석하였다. 작업자 간의 원활한 통신을 위해 작업장에서 발생하는 95dB 이상의 충격 소음을 확인하였고, 이를 개선하기 위해 Butterworth, Chevbychev, elliptic 알고리즘으로 필터링 성능을 비교 분석하였다. 본 연구에서 제안한 스마트 안전모 간의 커넥티비티 테스트와 소음저감 방법은 향후 조선산업의 현장 맞춤형 스마트 안전모 고도화 개발로 활용성 및 현장의 안전성을 증대시켜줄 것이다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제3권3호
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• pp.477-485
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• 2005

This paper is concerned with the development of a micro tensile testing machine for optically functional materials such as single or poly crystalline silicon and nickel film. This micro tensile tester has been developed for testing various types of materials and dimensions. PZT type actuation is utilized for precise displacement control. The specifications of the PZT actuated micro tensile testers developed are as follows: the volumetric size of the tester is desktop type of 710mm' 200mm' 270mm; the maximum load capacity and the load resolution in this system are IKgf and 0.0152mgf respectively and; the full stroke and the stoke resolution of the PZT actuator are $1000{\mu}m$ and 10nm respectively. Special automatic specimen installing and setting equipment is applied in order to prevent unexpected deformation and misalignment of specimens during handling of specimens for testing. Nonlinearity of the PZT actuator is compensated to linear control input by an inverse compensation method that is proposed in this paper. The strain data is obtained by ISDG method that uses the laser interference phenomenon. To test the reliance of this micro tensile testing machine, a $200{\mu}m$ thickness nickel thin film and SCS (Single Crystalline Silicon) material that is made with the MEMS fabrication process are used.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.274-283
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• 2006

Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM)는 볼스크류, 기어 및 타이밍 벨트를 이용하여 NC, 가공기, 로봇 및 공장 자동화를 포함하여 산업 시스템 전반에 널리 사용되고 있다. 이러한 PMSM과 부하의 결합으로 구성된 시스템은 동력의 전달에 있어서, 고유의 공진 주파수를 가지며 공진 주파수 대역에서의 기계계의 응답 특성은 매우 불안정하고, 기계 시스템의 손상을 일으키게 된다. 본 논문에서는 PMSM을 이용한 직선 운동 시스템에서 기계적인 결합에 의한 기구부의 진동을 억제하기 위하여 진동 주파수를 자동으로 검출하여, 진동의 원인이 되는 토크 지령 신호를 억제하는 적응형 노치 필터를 포함하는 속도 제어 시스템을 제안한다. 하지만, 기계적인 진동 주파수와 주파수의 대역은 전동기에 결합된 결합 기구 및 부하에 따라서 변동하는 특성을 가지고 기계적인 진동의 크기도 진동원이 되는 신호에 따라 변동하므로, 이를 적응형 노치 필터부에서 이를 진단하여 진동 주파수를 자동으로 억제함으로써 안정적인 운전이 가능하도록 설계된다. 본 논문에서 제안된 기계적인 진동을 억제하기 위한 적응형 노치 필터의 성능은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권2호
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• pp.7-15
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• 2017

Recently, an electricity sensor system has been installed and operated to prevent failures and accidents by identifying whether a transformer is normal in advance of failure. This electricity sensor system is able to both measure and monitor the transformer's power and voltage remotely and send information to a manager when unusual operation is discovered. However, a battery is required to operate power detection devices, and battery systems need ongoing management such as regular replacement. In addition, at a maintenance cost, occasional human resources and worker safety problems arise. Accordingly, we apply a linear electromagnetic generator using vibration energy from a transformer for an electric sensor system's drive in this research and we conduct optimal design to maximize the linear electromagnetic generator's power. We consider design variables using the provided design method from Process Integration, Automation, and Optimization (PIAnO), which is common tool from process integration and design optimization (PIDO). In addition, we analyze the experiment point from the design of the experiments using "MAXWELL," which is a common electromagnet analysis program. We then create an approximate model and conduct accuracy verification. Finally, we determine the optimal model that generates the maximum power using the proven approximate kriging model and evolutionary optimization algorithm, which we then confirm via simulation.

• Smart Structures and Systems
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• 제4권3호
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• pp.343-365
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• 2008

In this study, the frequency domain method which utilizes the evaluation of changes in the structural mode shape is adopted to identify regions which contain localized damages. Frequency response function (FRF) values corresponding to the modal frequency, analogous to the mode shape coefficients, are used since change in natural frequency of the system is usually insignificant for localized damage. This method requires only few sensors to obtain the dynamic response of the structure at specific locations to determine the FRF via fast-Fourier transform (FFT). Numerical examples of an aluminum plate, which includes damages of varying severity, locations and combinations of multiple locations, are presented to demonstrate the feasibility of the method. An experimental verification of the method is also done using an aluminum plate with two different degrees of damage, namely a half-through notch and a through notch. The inconsistency in attaining the FRF values for practical applications due to varying impact load may be overcome via statistical averaging, although large variations in the loading in terms of the contact duration should still be avoided. Nonetheless, this method needs special attention when the damages induce notable changes in the modal frequency, such as when the damages are of high severity or cover more extensive area or near the boundary where the support condition is modified. This is largely due to the significant decrease in the frequency term compared to the increase in the vibration amplitude. For practical reasons such as the use of limited number of sensors and to facilitate automation, extending the resolution of this method of identification may not be efficient. Hence, methods based on wave propagation can be employed as a complement on the isolated region to provide an accurate localization as well as to trace the geometry of the damage.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.195-211
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• 2016

이 논문에서는 해저터널의 특수성을 고려한 NATM 터널의 라이닝의 설계에 대한 내용을 다루었다. 해저터널 자동화 설계 시스템 개발의 요소기술인 인공신경망(Artificial Neural Network) 기반의 터널 설계 시스템에 대한 개념, 학습과정 및 검증과정과 예측된 부재력을 통한 최적 단면 설계에 대한 내용을 기술하였다. 부재력 평가가 정확하게 구현 가능한 인공신경망을 개발하기 위해서 다양한 설계 조건과 각 조건에 따른 해석 모델을 이용한 유한요소해석을 수행하여 단면 설계에 필요한 최대부재력의 학습DB를 구축하고 인공신경망을 통해 일반화하였다. 인공신경망을 이용해 산정된 부재력은 해저 터널의 라이닝 설계 시스템에 적용시켜 빠르고 쉽게 해저터널의 라이닝 설계에 적용이 가능하도록 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.550-564
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• 2020

증류탑은 경제적 효율성, 높은 신뢰성 및 자료 확보의 용이성으로 석유화학 공정 설계 시 화학 성분의 분리를 위해 적용되는 주된 기술 중 하나이다. 하지만, 기본적으로 에너지 소비 및 투자비가 높은 설비이기 때문에, 운전비와 투자비에 대한 Trade-Off 분석을 진행하여 가장 경제적인 증류탑 설계 진행이 필요하다. 본 연구에서는 가능한 많은 공정 엔지니어의 활용을 위해 대중적 공정 모사 프로그램인 Aspen Plus를 사용하여 검토를 진행하였다. 증류탑 최적화 진행시의 설계 변수를 정의하여 공정 엔지니어의 주관적인 판단에 의한 설계 품질의 편차를 최소화 하였으며, 불필요한 검토 과정 배제 및 체계적/효율적인 절차를 수립하여 설계에 소요되는 시간 및 인력 소요를 최소화 하였다. 또한, 증류탑 단수 최적화 검토시 투자비의 신뢰성 있는 산출을 위해 APEA (Aspen Process Economic Analyzers) 프로그램을 도입하고, APEA 사용에 대한 효율적인 방법에 대해서도 다방면으로 검토하여 최적화 절차를 수립하였다.

• 상하수도학회지
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• 제21권5호
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• pp.601-607
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• 2007

In order to maintain constant residual chlorine in sedimentation basin, It is necessary to develop real time prediction model of residual chlorine considering water treatment plant data such as water qualities, weather, and plant operation conditions. Based on the operation data acquired from K water treatment plant, prediction models of residual chlorine in sediment basin were accomplished. The input parameters applied in the models were water temperature, turbidity, pH, conductivity, flow rate, alkalinity and pre-chlorination dosage. The multiple regression models were established with linear and non-linear model with 5,448 data set. The corelation coefficient (R) for the linear and non-linear model were 0.39 and 0.374, respectively. It shows low correlation coefficient, that is, these multiple regression models can not represent the residual chlorine with the input parameters which varies independently with time changes related to weather condition. Artificial neural network models are applied with three different conditions. Input parameters are consisted of water quality data observed in water treatment process based on the structure of auto-regressive model type, considering a time lag. The artificial neural network models have better ability to predict residual chlorine at sediment basin than conventional linear and nonlinear multi-regression models. The determination coefficients of each model in verification process were shown as 0.742, 0.754, and 0.869, respectively. Consequently, comparing the results of each model, neural network can simulate the residual chlorine in sedimentation basin better than mathematical regression models in terms of prediction performance. This results are expected to contribute into automation control of water treatment processes.

• 전자공학회논문지
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• 제52권1호
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• pp.155-161
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• 2015

스마트 그리드 확산사업으로 에너지 저장시스템의 보급이 활발히 이루어지고 있다. 대규모 EES(Electric Energy Storage system)의 경우 수용가에 설치된 BEMS(Building Energy Management System) 또는 BAS(Building Automation System)등과 연동하여 효율적인 제어가 가능하나 일반 주택에 설치되는 EES는 운전 및 제어를 위한 전문 인력이 없어 이를 원격에서 통합관리할 수 있는 시스템이 필요하다. 또한, 태양광 발전과 EES가 동시에 설치된 경우 태양광 발전이나 전력부하에 따라 효율적인 제어를 할 수 있는 소규모의 EMS(Energy Management System)가 필요하게 된다. 본 논문에서는 주택에 설치된 태양광 발전과 EES를 효율적으로 제어하기 위한 EMS를 구현하고 그 유용성을 실험을 통해 확인하였다.