• Smart Structures and Systems
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• 제9권4호
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• pp.373-392
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• 2012

Tracking control of systems with variable stiffness hysteresis using a gain-scheduled (GS) controller is developed in this paper. Variable stiffness hysteretic system is represented as quasi linear parameter dependent system with known bounds on parameters. Assuming that the parameters can be measured or estimated in real-time, a GS controller that ensures the performance and the stability of the closed-loop system over the entire range of parameter variation is designed. The proposed method is implemented on a spring-mass system which consists of a semi-active independently variable stiffness (SAIVS) device that exhibits hysteresis and precisely controllable stiffness change in real-time. The SAIVS system with variable stiffness hysteresis is represented as quasi linear parameter varying (LPV) system with two parameters: linear time-varying stiffness (parameter with slow variation rate) and stiffness of the friction-hysteresis (parameter with high variation rate). The proposed LPV-GS controller can accommodate both slow and fast varying parameter, which was not possible with the controllers proposed in the prior studies. Effectiveness of the proposed controller is demonstrated by comparing the results with a fixed robust $\mathcal{H}_{\infty}$ controller that assumes the parameter variation as an uncertainty. Superior performance of the LPV-GS over the robust $\mathcal{H}_{\infty}$ controller is demonstrated for varying stiffness hysteresis of SAIVS device and for different ranges of tracking displacements. The LPV-GS controller is capable of adapting to any parameter changes whereas the $\mathcal{H}_{\infty}$ controller is effective only when the system parameters are in the vicinity of the nominal plant parameters for which the controller is designed. The robust $\mathcal{H}_{\infty}$ controller becomes unstable under large parameter variations but the LPV-GS will ensure stability and guarantee the desired closed-loop performance.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권4호
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• pp.430-436
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• 2014

무선통신망을 이용하여 도로 보안등에 대한 상태관리와 원격제어를 통제하는 시스템은 보안등제어기, 중계기, 관제서버 등의 3개의 기능으로 구성되며 보안등간의 통신망은 메쉬 형태를 지원하는 지그비 네트워크를 채택하고 중앙의 관제센타는 CDMA 방식의 무선통신망을 사용하였다. 이를 연동하기 위하여 지그비와 CDMA를 모두 수용하는 게이트웨이인 중계기는 저전력의 32-bit 마이크로콘트롤러인 Cortex M3로 설계 제작하였다. 관제서버와 중계기간의 전송방식을 단문메시지 방식과 소켓 방식을 모두 사용하여 원격제어 시스템을 구축함으로써 공중통신망의 이용료를 최소화하면서 보안등의 상태관리가 실시간으로 관리 가능함을 확인하였다. 실험에서는 95개의 보안등에 2개월간의 실시간을 통하여 확인하여 일일 9회 데이터를 취득하여 결과를 분석하였다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제45권4호
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• pp.19-26
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• 2008

본 논문은 PLC를 이용하여 화훼재배, 수경재배, 비닐하우스재배 둥에 응용할 수 있는 원격제어장치를 개발하였다. 정보처리 및 자동화 분야의 급속한 발전으로 원격공장 자동화, Home Automation 등이 개발되어 실용화 되었으나 높은 가격으로 인한 경제적인 문제로 농업 응용분야에 적용하기에는 어려움이 많다. PLC를 이용하여 간단한 모듈로 고가의 시스템의 기능을 대체함으로서 경제성이 뛰어난 제품을 개발하였고 화훼재배, 비닐하우스 등 농촌지역의 자동화 시스템 개발의 가능성을 보였다. 모터제어기술, 마이크로프로세서, PLC프로그래밍, 무선 인터페이스 기술을 종합적으로 구현하여 본 자동화기술 시스템의 응용 모듈을 개발함으로써 화훼재배, 수경재배 둥과 같이 사람의 출입이 제한되고 작업이 어려운 곳에 원격제어를 통해 효과적으로 시스템을 제어할 수 있도록 하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제45권6호
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• pp.133-141
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• 2008

대화형 멀티미디어 기기들이 급속하게 보급되면서 리모컨이나 컴퓨터 마우스와 같은 기존의 사용자 인터페이스 방식으로는 제약이 많아 사용이 불편한 경우가 많은데, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 비전기반의 포인팅 디바이스를 소개한다. 포인팅 디바이스에 카메라를 장착하여 카메라에 입력되는 배경 동영상을 분석하면 카메라의 움직임을 추정할 수 있는데 이를 근거로 커서를 움직이는 방법을 이용한다. 동작이 실시간으로 이루어 질 수 있도록 $288{\times}208$ 화소의 저해상도의 카메라를 이용하고 여기에 입력된 스크린의 모서리 영상을 찾아 국부적으로 옵티컬 플로우(Optical flow) 방법으로 트래킹하고 스크린의 크기를 계산하면 스크린과 디바이스간 거리와 디바이스의 움직임 경로를 알아낼 수 있다. 이러한 방법으로 만들어진 포인팅 디바이스는 기존의 비전기반 다자유도 입력장치들에 비하여 어두운 환경에서 유리하고 구현이 간단하며 기존의 마우스와 같이 한 손에 쥐고 사용방법을 학습하지 않고도 직관적으로 사용가능한 장점을 갖는다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제39권1호
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• pp.48-59
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• 2002

본 논문에서는 어느 한 TSK(Takagi-Sugeno-Kang) 퍼지시스템이 주어 졌을 때 그 퍼지시스템과 동일한 입출력 관계를 갖는 singleton 퍼지시스템을 구하는 방법을 제안하고 응용 예를 보인다. 퍼지규칙의 결론부가 선형식인 퍼지시스템(TSK퍼지시스템)은 입출력 데이터로 모델 인식이 체계적으로 쉽게 이루어 질 수 있으며, 안정성을 보장하는 퍼지제어기 설계도 관한 연구도 많이 되어 있다. 한편 퍼지규칙 결론부가 실수인 퍼지시스템(singleton 퍼지시스템)은 규칙이 언어적 형태이므로 이해하기가 쉽고, 규칙의 조정이 용이한 장점이 있다. 이러한 두 퍼지 시스템의 장점을 살릴 수 있는 방안으로, TSK 퍼지시스템을 singleton 퍼지시스템으로 변환시키는 방법을 제안하며, 제안한 방법을 퍼지모델링과 퍼지제어기 설계에 응용하여 그 실용성을 보인다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.339-346
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• 2012

본 논문에서는 구조물과 능동형 제진장치를 상용 구조해석 프로그램상에서 해석하는데 필요한 등가모델을 제시하였으며, 이를 통해 부재수준의 구조검토가 가능하도록 하기 위한 연구를 진행하였다. 능동형 제진장치를 일반적인 구조해석모델에 반영하기 위하여 가상의 스프링과 대쉬폿을 이용한 등가링크 모델과, 별도의 축소모델 해석결과를 바탕으로 산정된 제어력을 제진장치 설치위치에 하중으로 작용시키는 등가하중 모델을 제시하였다. 수직캔틸레버 모델과 주상복합 건물 모델을 대상으로 능동형 제어기 설계를 위해 모드에 기초한 축소모델을 구축하고, 이를 토대로 산정된 제어이득으로부터 등가모델을 도출하였다. 이들 모델에 대해 얻어진 가속도 및 변위의 RMS 응답과 최대 부재력을 토대로 등가해석모델의 유효성을 검증하였다. 결과적으로 능동형 제진장치의 상용 구조해석 프로그램을 통해 제어대상 구조물의 부재력 수준까지 상세한 구조검토가 가능함을 확인하였으며, 상대적으로 등가링크 모델이 더 우수한 정확도를 나타내었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.27-35
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• 2010

본 논문에서는 지진이나 강풍과 같은 동적하중으로부터 구조물을 효과적으로 보호하기 위한 MR 감쇠기 기반의 스마트수동시스템의 제진성능을 파악하였다. 스마트 수동시스템은 MR 감쇠기와 MR 감쇠기의 전력원으로 사용하기 위한 전자기유도(Electromagnetic Induction, EMI)장치를 결합시킨 시스템이다. EMI 장치는 영구자석과 코일로 이루어져 있으며, MR감쇠기와 같이 구조물에 설치되어 구조물의 상대변위에 의해 발생하는 운동에너지를 Faraday의 전자기유도법칙에 따라 전기에너지로 변환시켜 감쇠특성을 변화시키기 위해 MR 감쇠기에 제공하게 된다. 스마트 수동 제어시스템은 기존의 MR 감쇠기 기반 반능동 제진시스템에서 필요로 하는 센서, 제어기, 전원공급장치 등의 피드백 제어시스템을 EMI 장치로 대체함으로써 훨씬 간편하고 설치 및 유지관리가 용이하게 된다. 본 연구에서는 6층 규모의 철골 구조물을 대상으로 다양한 역사지진 하중에 대한 진동대 실험을 통해 스마트 수동 제어시스템의 제진성능을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.256-264
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• 2010

본 논문에서는 고진공용 터보분자펌프의 비접촉 고속회전을 위한 자기베어링 시스템의 디지털 제어시스템의 설계에 대하여 소개하였으며, 실례로 800 l/s급의 고진공 펌프에 대하여 축 유연모드의 후방향 위험속도를 넘는 최대 40,000 rpm까지의 회전실험 결과를 나타내었다. 제안된 제어시스템은 기본적으로 PID 기반의 직접궤환 제어기와 자이로스코픽 모멘트 효과를 제어하기 위한 교차궤환기, 유연모우드 감쇄를 위한 리드필터와 동기진동 저감을 위한 노치필터 등으로 구성되어 있으며, 이러한 제어기는 자기부상형 터보분자펌프 외에 고속 플라이휠과 같은 자기베어링에 적용될 수 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.138-143
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• 2006

본 논문은 불확실성을 포함한 비선형 시스템에 대한 제어를 위해 강인 지능형 디지털 재설계의 전 역적 접근 방안에 대해 제안하고자 한다. 이산화를 통한 제어기 설계에 있어서 불확실성이 포함된 실시간 비선형 시스템에 대해 보다 효율적이고 안정적인 접근을 위해 T-S 퍼지 모델이 사용되었다. 그리고 전역적 접근을 위한 방안으로서 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 후, 오차가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화 하여 상태 접합을 이루고자 하였다. 또한 쌍선형과 역 쌍선형 기법을 사용함으로써 불확실성이 포함된 비선형 시스템을 보다. 더 정확하게 분석하였다. 샘플링 기간이 충분히 작다면, 불확실 비선형 시스템의 실시간 시스템으로의 전환이 충분한 이유를 가지게 된다. 전 역적 접근을 통한 디지털로 제어된 시스템은 선형 행렬 부등식 형태로 바꾸어 시스템의 안정성을 보장하고자 하였다. 마지막으로 T-S 퍼지 모델로 분석된 혼돈 Lorenz system에 적용함으로써 제안된 방법의 안정성과 효율성을 확인한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.718-723
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• 2011

본 논문에서는 비젼 카메라를 이용한 비주얼 멀티 터치 입력 장치를 제안한다. 제안된 입력 장치는 비젼 카메라를 이용하므로 기존 스마트 폰에서 사용하는 터치 스크린 입력 장치에 비해 non-touch로 명령을 입력할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 제안된 장치는 컴퓨터 계산 시간이 짧아 실시간 구현이 가능하고, 카메라외에 다른 장치가 필요 없으므로 존재하는 입력장치보다 싸다는 장점이 있다. 이를 위해, 먼저, HSV 컬러 모델과 라벨링 방법을 이용한 영상 처리 알고리즘을 제안한다. 그 다음, 손이 움직이는 영역의 정확성을 개선하기위해, 기하학적인 특징점, 동심원, 칼만 필터에 기본한 움직임 인식 알고리즘을 제안한다. 마지막으로, 제안된 장치는 비디오 게임, 스마트 TV, 컴퓨터등을 원격으로 제어할 수 있음을 실험을 통해 보인다.