• 한국정밀공학회지
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• 제16권9호
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• pp.179-190
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• 1999

To automate the polishing process, a polishing robot with two axes which is attached to a machining center with three axes has been developed by our previous research. This automatic polishing robot is able to keep the polishing tool normal to the curved surface of die and is able to maintain a constant pneumatic pressure. Therefore, in the case of a curved surface die, the surface roughness to be polished by the system with five axes is improved superior than the surface by a three-axis machining center. However, because the polishing robot was big and heavy, a polishing workspace was limited and then it was difficult to attach the robot to machining center. In this study, the smaller and lighter polishing robot than the previous has been designed to improve defects due to the magnitude and weight of the robot. And the sliding mode control ins applied to polishing robot to improve the tracking performance. To obtain switching parameters of sliding mode control, the signal compression method is used. Code separation program to separate the date for a three-axis machining center and a two-axis polishing robot from a five-axis NC data is improved for users to check conveniently the separated trajectory and to handle many data by using the graphic user interface. To evaluate the polishing performance of the developed robot, the polishing experiment for shadow mask was carried out. The result shows the automatic polishing robot has a good trajectory tracking performance and obtains a good polished workpiece efficiently under recommended polishing conditions.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.235-242
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• 2011

지진동에 대처하기 위한 구조물의 능동제어기를 설계할 때, 모델링의 오차 및 외란의 불확실성을 무시하고 진행하면 제어성능이 크게 퇴화될 수 있다. 심지어 시스템 전체가 불안정하게 되어 제진이 불가능하게 될 가능성도 배제할 수 없다. 본 연구의 목적은 슬라이딩 모드제어기(SMC)라 불리는 비선형제어기의 제어성능을 TMD가 장착된 구조물에 설계하여 그 적용 가능성을 검토하는 것이다. 이때 가진 외란은 FFT 해석으로 탁월주파수를 분석한 3개의 지진동이다. SMC로 제어한 결과, 구조물의 질량과 강성이 ${\pm}30%$ 섭동되어도 강인성을 유지하고 있음을 확인할 수 있었다. 다만, 오버슈트가 증대되고 정정시간이 증가하는 등 과도응답성능은 다소 퇴화되는 것을 확인할 수 있었다. 전반적으로 SMC는 모델링 및 외란의 불확실성에 대해 강인함을 유지하고 지진동을 효과적으로 제어하는 능동제어법으로 TMD 구조물과 결합시켜 지진동제어에 적용해 볼 수 있는 유용한 기법이라 판단된다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권1호
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• pp.190-196
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• 2013

This paper proposes a new guidance law, which considers the Field of View (FOV) of the seeker when a missile has a strapdown seeker mounted instead of a gimbal seeker. When a strapdown seeker, which has a narrow FOV, is used for tracking a target, the FOV of the seeker is an important consideration for guidance performance metrics such as miss distance. We propose a new guidance law called hybrid guidance (HG) to address the shortcomings of conventional guidance laws such as proportional navigation guidance (PNG), which cannot maintain lock-on conditions against high speed targets due to the narrow FOV of the strapdown seeker. The aim of the HG law is to null miss distance and to maintain the look angle within the FOV of the strapdown seeker. In order to achieve this goal, we combine two guidance laws in the HG law. One is a PNG law to null the LOS rate, and the other is a sliding mode guidance (SMG) law derived to keep the look angle within the FOV by employing a Lyapunov-like function with a sliding mode control methodology. We also propose a method to switch these two guidance laws at certain look angles for better guidance performance.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.543-548
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• 2013

이 논문은 세탁기의 진동제어를 위한 MR 댐퍼의 설계과정을 제시한다. 이 연구에서는 MR 댐퍼의 작은 크기와 함께 높은 댐핑력과 저전력을 소비하도록 설계되었다. MR 댐퍼는 전단모드를 사용하도록 제안되었고 빙햄모델을 이용하여 최설설계를 진행하였다. 이 과정에서 멀티코일이 댐핑력을 높이기 위해 적용되었고 최적화된 구조를 찾아내기 위하여 APDL을 이용하여 최적설계가 수행되었다. 이 후 최적의 수치 값들을 통해 제작하여 실험을 수행하였다. 이 때 슬라이딩모드 제어기를 적용하여 시뮬레이션과 제어실험을 모두 수행하였다. 실험의 결과로부터 MR 댐퍼가 세탁기의 진동제어를 위한 요구 댐핑력을 만족시켜줌을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1660-1670
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• 2015

불확실성에 강인한 제어기에 대한 연구는 활발하지만 대부분의 연구들은 제어 이론의 효용성을 검증하기 위한 실험 수준에 머무르거나 특정한 전용시스템에만 구현되고 있어 범용성을 가지는 상용화된 제품에는 적용되지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 슬라이딩모드제어기와 외란관측기를 이용한 보다 실용적인 강인한 제어기를 제안하였다. 도달시간을 제거하고 정상상태오차를 최소화하기 위해 적분슬라이딩모드를 이용하였고, 외란관측기를 적용하여 스위칭 입력의 채터링을 감소시켰다. 또한 아직까지 남아있는 채터링은 데드존 함수를 이용함으로써 완전히 제거하였다. 제안된 제어기는 PID제어기에 비해 개선된 정상상태 오차와 강인성을 보인다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.499-505
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• 2011

본 논문은 파라미터 투영 기법이 필요없는 비선형 계통에 대한 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어를 제안한다. 제어기의 구조를 약간 수정하여 추정된 입력 이득항이 영으로 되지 않도록 보장하고 온라인 동작중의 어떤 순간이라고 추정된 입력 이득항이 영이 되더라도 구현에 문제를 야기하지 않는다. 입력 이득 함수의 하한 추정치만이 필요한것을 제외하면 제안한 제어 기법은 바운딩 파라미터에 대한 정확한 값이 사전에 필요하지 않다. 리아프노프 합성기법을 기초로 전체 제어 시스템이 추종오차가 점근적으로 안정하고 제어기 내의 모든 신호가 유계임을 보장한다. 역진자 시스템의 적용하여 제안한 제어기의 유용성을 입증한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권6호
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• pp.943-966
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• 2016

Recently, magnetorheological elastomer (MRE) material and its devices have been developed and attracted a good deal of attention for their potentials in vibration control. Among them, a highly adaptive base isolator based on MRE was designed, fabricated and tested for real-time adaptive control of base isolated structures against a suite of earthquakes. To perfectly take advantage of this new device, an accurate and robust model should be built to characterize its nonlinearity and hysteresis for its application in structural control. This paper first proposes a novel hysteresis model, in which a nonlinear hyperbolic sine function spring is used to portray the strain stiffening phenomenon and a Voigt component is incorporated in parallel to describe the solid-material behaviours. Then the fruit fly optimization algorithm (FFOA) is employed for model parameter identification using testing data of shear force, displacement and velocity obtained from different loading conditions. The relationships between model parameters and applied current are also explored to obtain a current-dependent generalized model for the control application. Based on the proposed model of MRE base isolator, a second-order sliding mode controller is designed and applied to the device to provide a real-time feedback control of smart structures. The performance of the proposed technique is evaluated in simulation through utilizing a three-storey benchmark building model under four benchmark earthquake excitations. The results verify the effectiveness of the proposed current-dependent model and corresponding controller for semi-active control of MRE base isolator incorporated smart structures.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.21-28
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• 2010

본 논문에서는 만타형상 무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 운동성능과 제어기설계에 대한 성능을 해석하기 위한 수학모델을 정립하여 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 6자유도 운동방정식을 이용하여 Matlab/Simulink로 시뮬레이션 프로그램을 구성하였다. 개발된 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 만타형상 무인잠수정의 동역학적 운동성능을 해석하였으며, 무인잠수정의 제어성능을 해석하기 위하여 PID(비례-미분-적분)제어기와 슬라이딩모드(Sliding mode)제어기를 설계하여 만타형상 무인잠수정의 제어성능을 해석하였다. 설계된 제어기는 무인잠수정의 수심제어(Depth control)와 방향제어(Heading control)에 사용되었다. 설계된 제어기의 성능을 확인하기 위하여 미해군 대학원의 AUV II와 비교하였다. 설계된 수심제어기와 방향제어기를 이용하여 만타형 무인잠수정의 설계목표에 부합하는 항해제어 시뮬레이션을 실시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.3391-3397
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• 2011

굴삭기는 끝단의 작업 장치를 바꿈으로써 다양한 작업을 수행할 수 있어 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 작업자의 조작에 의해 작동되는 굴삭기는 작업자의 숙련도에 따라 그 작업 능률이 차이가 나게 되므로 자동 굴삭기 시스템에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 논문에서는 모형 굴삭기를 이용하여 자동 굴삭기 시스템을 제작하였다. 제작된 모형 굴삭기 시스템의 구동을 위해서 두 대를 컴퓨터를 이용하였다. 한 대의 컴퓨터는 작업 지령을 전달하기 위해 사용하고 다른 한 대의 컴퓨터는 굴삭기의 피드백 제어를 위해 이용하였다. 두 컴퓨터 사이의 데이터는 무선 통신을 이용하였다. 굴삭기의 피드백 제어시스템 구성을 위해서는 시변 슬라이딩 모드 제어기를 이용하여 구성하고 실험을 통해 제안된 모형 굴삭기의 성능을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.421-426
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• 2015

Need to develop human body's posture supervised robots, gave the push to researchers to think over dexterous design of exoskeleton robots. It requires to develop quantitative techniques to assess human motor function and generate the command to assist in compliance with complex human motion. Upper limb rehabilitation robots, are one of those robots. These robots are used for the rehabilitation of patients having movement disorder due to spinal or brain injuries. One aspect that must be fulfilled by these robots, is to cope with uncertainties due to different patients, without significantly degrading the performance. In this paper, we propose chattering free sliding mode control technique for this purpose. This control technique is not only able to handle matched uncertainties due to different patients but also for unmatched as well. Using this technique, patients feel active assistance as they deviate from the desired trajectory. Proposed methodology is implemented on seven degrees of freedom (DOF) upper limb rehabilitation robot. In this robot, shoulder and elbow joints are powered by electric motors while rest of the joints are kept passive. Due to these active joints, robot is able to move in sagittal plane only while abduction and adduction motion in shoulder joint is kept passive. Exoskeleton performance is evaluated experimentally by a neurologically intact subjects while varying the mass properties. Results show effectiveness of proposed control methodology for the given scenario even having 20 % uncertain parameters in system modeling.