• 한국지능시스템학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.77-86
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• 1995

퍼지 제어기에 신경회로망을 병렬로 연결시키므로 제어성능 향상을 위해 필요했던 소속함수의 미세조정 과정이 학습으로 대신되게 하는 제어기 구조를 제안하였다. 신경회로망의 학습은 오차 역전파 알고리듬에 의해 수행되고 퍼지 제어기의 출력이 학습에 사용되는 오차량으로 사용된다. 따라서 본 제어기는 전문가의 경험과 지식을 제어기 설계에 이용할 수 있고, 별도의 학습과정 없이 제어과정 중에서 신경회로망 제어기가 학습되어 초기의 제어특성이 개선되어지는 특성이 있다. 그리고 본 구성에서 퍼지 제어기는 사용된 규칙에 의해 형성되는 위상평면상의 슬라이딩 면으로 필요한 제어특성과 신경회로망의 학습기준을 제시하는 한편 신경회로망이 학습되기전 제어 시스템의 제어특성이 안정되도록 하며, 신경회로망은 시스템의 상태궤적이 퍼지제어기에 의해 형성된 슬라이딩 면을 가능한한 근사하게 추종하도록 학습되어져 위상평면상 임의의 위치에 있는 시스템의 상태가 슬라이딩 면을 따라 안정점에 도달하도록 하게한다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제38권2호
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• pp.1-11
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• 2001

본 논문에서는 정현파형 브러시리스 직류 전동기의 속도제어를 위해 두 개의 스위칭 라인에 의해 구성된 채터링 둔감영역을 갖는 가변구조 속도제어기를 설계한다. 슬라이딩 모드 과정중 과도상태에서 발생하는 고주파 채터링을 저주파로 한정시키기 위해 데드 존(Dead Zone) 함수의 도입을 제안하고, 정상상태에서의 채터링 감소 및 정상상태 오차를 제거하기 위해서는 제어입력에 지변이득을 적용한다. 제안된 데드 존 함수는 두 개의 스위칭 함수로 구성된 슬라이딩 영역을 표시하며 이 영역에 시스템의 상태가 존재 시 제어구조를 비례-적분 제어기로 변경하여 채터링이 발생하지 않으며 이 영역의 이탈 시만 가변구조제어를 적용하므로 채터링이 발생하게되어 과도상태의 고주파 채터링을 저주파로 감소시킬 수 있다. 설계된 속도 제어기에 대해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 성능을 보인다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권2호
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• pp.66-74
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• 2012

In this paper, the authors propose a new approach to control a barge type surface vessel. It is based on the Dynamic Positioning System(DPS) design. The main role of barge ship is to carry and supply the materials to the floating units and other places. To carry out this job, it should be positioned in the specified area. However sometimes the thrust systems are installed on it, and in general the rope control by mooring winch system is used. It may be difficult to compare the control performances of two types. If we consider this problem in point of usefulness, we can easily find out that the winch control system is more useful and applicable to the real field than the thrust control system except a special use. Therefore, in this paper we consider a DPS design problem which can be extended to the many application fields. The goal of this paper is twofold. First, the sliding mode controller (SMC) for positioning the our vessel is proposed. Especially, in this paper, a robust stability condition is given based on descriptor system representation. In the result, the sliding mode control law guarantees to keep the vessel in the defined area in the presence of environmental disturbances. And second, the thrust allocation problem is solved by using redistributed pseudo-inverse (RPI) algorithm to determine the thrust force and direction of each individual actuator. The proposed approach has been simulated with a supply vessel model and found work well.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.63-69
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• 2003

가변구조제어는 외란과 시스템의 변수 변화에 대해 강인한 특성을 가지며, 그 상한값만 안다면 체계적이고도 쉽게 제어기를 설계할 수 있는 특성이 있다. 그러나 외란과 시스템의 변수 변화의 상한값을 알기란 그렇게 쉽지만은 않다 이에 반해 퍼지제어기는 외란과 변수 변화에 대한 정확한 정보가 없는데도 불구하고 제어기 설계에 있어서 효과적인 방법을 제공한다. 따라서 퍼지제어기와 가변구조제어기가 가지는 장점들을 결합하는 연구가 진행되어져 왔다. 일반적으로 가변구조제어기는 리칭페이저가 존재하며, 이 구간에서는 강인성을 보장학 수가 없다. 본 논문에서는 적응 알고리듬을 사용한 전 구간이 강인한 리칭페이저가 존재하지 않는 적응퍼지가변구조제어기를 설계하였다. 제안된 제어 알고리듬을 사용하여 BLDC 전동기의 위치제어기를 설계하였으며, 실험을 통하여 그 타당성을 입증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.648-657
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• 2014

본 논문에서는 화재나 홍수로 인하여 침수된 건물 내부를 탐사할 수 있는 새로운 방수형 4축 로봇팔을 설계하고 로봇의 기구학 및 동역학 해석을 수행한다. 로봇팔은 카메라를 이용한 탐사를 위한 Pitch-Pitch-Pitch-Yaw 4축 구조로 설계하고, 이를 구동하기 위한 관절구동기의 용량을 선정한다. 또한 수심 10m의 방수가능한 관절구동기를 설계 하고 실제 구동시험을 통하여 방수성능을 검증한다. 설계한 로봇팔의 순기구학 및 역기구학 식의 해석을 통해 닫힌 해를 유도하며, 메커니컬실의 마찰력을 고려한 로봇팔의 운동방정식을 뉴턴-오일러 방법에 의해 유도한다. 유도한 동역학식을 이용하여 개발한 로봇이 목표궤적을 잘 추종할 수 있도록 슬라이딩모드 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 그 성능을 확인한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.23-29
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• 2001

본 연구에서는 수직 수평면 회피를 분리한 수중운동체의 충돌회피시스템을 구성하였다. 가상지시선(Imaginary Reference Line) 개념을 고안하여 기존의 수직면 충돌회피알고리즘을 수평면에 확장, 적용하였으며 회피각 결정에 장애물의 경사각뿐만 아니라 경사 변화율도 고려하여 보다 원활한 회피가 이루어질 수 있도록 하였다. 제어기의 경우 운동방정식의 비선형성을 고려하고 회피시스템의 강인성을 확보하기 위해 슬라이딩모드 제어를 적용하였다. 수중운동체의 임무 수행중 임의의 3차원 장애물에 대한 회피상황을 가정하고 수치모사를 통해 구성된 충돌회피시스템의 성능을 검증하였다. 또한, 충돌회피알고리즘의 구성 인자인 소나 성능변수들과 보정 계수의 변화에 따른 충돌회피시스템의 성능변화를 살펴보았다.

• Smart Structures and Systems
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• 제7권1호
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• pp.1-13
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• 2011

It has been shown in the literature that active adjustment of the intake area of a jet engine has potential to improve its fuel efficiency. This paper presents the design and control of a novel proof-of-concept active jet engine intake using Nickel-Titanium (Ni-Ti or Nitinol) shape memory alloy (SMA) wire actuators. The Nitinol SMA material is used in this research due to its advantages of high power-to-weight ratio and electrical resistive actuation. The Nitinol SMA material can be fabricated into a variety of shapes, such as strips, foils, rods and wires. In this paper, SMA wires are used due to its ability to generate a large strain: up to 6% for repeated operations. The proposed proof-of-concept engine intake employs overlapping leaves in a concentric configuration. Each leaf is mounted on a supporting bar than can rotate. The supporting bars are actuated by an SMA wire actuator in a ring configuration. Electrical resistive heating is used to actuate the SMA wire actuator and rotate the supporting bars. To enable feedback control, a laser range sensor is used to detect the movement of a leaf and therefore the radius of the intake area. Due to the hysteresis, an inherent nonlinear phenomenon associated with SMAs, a nonlinear robust controller is used to control the SMA actuators. The control design uses the sliding-mode approach and can compensate the nonlinearities associated with the SMA actuator. A proof-of-concept model is fabricated and its feedback control experiments show that the intake area can be precisely controlled using the SMA wire actuator and has the ability to reduce the area up to 25%. The experiments demonstrate the feasibility of engine intake area control using an SMA wire actuator under the proposed design.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.75-84
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• 2003

본 논문에서는 모델링 오차나 공력계수의 불확실성이 포함되어 있는 항공기 시스템에 대해서 신경회로망을 이용한 새로운 비선형 제어시스템 설계기법을 제안하였다. 비선형 적응제어법칙을 이용하여 신경회로망의 연결가중치를 변화시켰으며, 슬라이딩 제어법칙을 이용하여 신경회로망의 추정오차를 보상하였다. 제어시스템의 성능을 결정짓는 제어 매개변수들과 신경회로망 구조를 설계하기 위한 방법을 제안하였으며, 유전자 알고리듬을 이용하여 제어 매개변수들과 신경회로망 구조를 최적화하였따. 신경회로망의 구조탐색에 적합하도록 다수의 개체군을 형성하여 개체와 군이 동시에 전화하도록 하였다. 제안된 유전자 알고리듬에 의해 최적화된 구조를 갖는 신경회로망을 이용한 제어시스템을 항공기 종운동 모델에 적용하여 성능을 검증하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.19-27
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• 2017

In this paper, a simulator hardware and control design for an electronic parking brake (EPB) are proposed for emergency vehicle braking when the hydraulic break and anti-lock brake systems (ABS) fail to function. EPB systems are designed specifically for park braking and are usually installed on the rear wheels. However, in an emergency situation when all vehicle brake systems fail, the EPB can be utilized to stop the vehicle and track the target slip ratio as the ABS. This paper analyzed the non-linear EBP of the type of motor on caliper (MoC) based on experiments. A simulator hardware is also designed to validate the performance of the designed EPB controller in terms of braking distance and performance in tracking the target slip ratio. Through the experimental analysis, it is confirmed that a sliding mode controller can be applied on a non-linear EPB to track the target slip ratio.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제1권4호
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• pp.192-197
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• 2011

This paper describes the mathematical modeling, control algorithm, system design, hardware implementation and experimental test of a Manta-type Unmanned Underwater Vehicle (MUUV). The vehicle has one thruster for longitudinal propulsion, one rudder for heading angle control and two elevators for depth control. It is equipped with a pressure sensor for measuring water depth and Doppler Velocity Log for measuring position and angle. The vehicle is controlled by an on-board PC, which runs with the Windows XP operating system. The dynamic model of 6DOF is derived including the hydrodynamic forces and moments acting on the vehicle, while the hydrodynamic coefficients related to the forces and moments are obtained from experiments or estimated numerically. We also utilized the values obtained from PMM (Planar Motion Mechanism) tests found in the previous publications for numerical simulations. Various controllers such as PID, Sliding mode, Fuzzy and $H{\infty}$ are designed for depth and heading angle control in order to compare the performance of each controller based on simulation. In addition, experimental tests are carried out in a towing tank for depth keeping and heading angle tracking.