제어효과가 탁월한 능동제어알고리듬의 하나인 슬라이딩 모드제어(SMC)는 지진력을 받는 구조물의 제어를 위해 매우 큰 크기의 제어력을 요구한다. 따라서, SMC의 설계에 있어 제어기의 포화문제는 반드시 고려되어야 한다. 본 논문은 설계응답스펙트럼에 따른 구조율의 복원력을 이용하여 제어기의 최대 제어력을 결정하는 방법을 제안한다. 한 개 혹은 다수의 제어장치를 설치한 다층건물의 수치해석 결과는 제안된 방법이 지진하중을 받는 구조물의 포화 슬라이딩모드제어에 유효함을 보며준다.

Autonomous mobile robots based on the Web have been already used in public places such as museums. There are many kinds of problems to be solved because of the limitation of Web and the dynamically changing environment. We present a methodology for intelligent mobile robot that demonstrates a certain degree of autonomy in navigation applications. In this paper, we focus on a mobile robot navigator equipped with neuro-fuzzy controller which perceives the environment, make decisions, and take actions. The neuro-fuzzy controller equipped with collision avoidance behavior and target trace behavior enables the mobile robot to navigate in dynamic environment from the start location to goal location. Most telerobotics system workable on the Web have used standard Internet techniques such as HTTP, CGI and Scripting languages. However, for mobile robot navigations, these tools have significant limitations. In our study, C# and ASP.NET are used for both the client and the server side programs because of their interactivity and quick responsibility. Two kinds of simulations are performed to verify our proposed method. Our approach is verified through computer simulations of collision avoidance and target trace.

가중행렬은 일반적인 최적 제어 설계에서 우선적으로 필요하지만 일반적으로 제어 설계자들 이 경험적 지식에 의존하고 있다. 이 논문은 구조물의 에너지를 고려한 최적제어기의 가중행렬을 결정하는 체계적인 절차를 제시하였다. 최적제어기는 LQR과 ILQR로 구분될 수 있다. 구조물의 총에너지를 고려한 Lyapunov 함수를 적용하고, 이로부터 유도된 식이 음수라는 상태를 이용하면 가중행렬을 어렵지 않게 구할 수 있다. 이러한 방법으로 산정된 가중행렬을 이용하여 LQR과 ILQR제어기를 설계하고 제어효율을 입증하였다.

이 논문은 지진을 받는 축소 3층 건물모델의 제어 실험에 관한 것이다. 건물모델에 대해 능동 질량 감쇠기를 사용하여 강인제어기인 \mu합성 제어기를 설계하고 실험적으로 검증하였다. 외란 입력과 제어용 출력에 적합한 주파수 가중함수를 설정하고 가중함수의 조합을 분석하여 최적의 \mu합성 제어기를 제시하였다. 실험 결과 백색잡음 가진 입력에 대한 RMS 응답에서 60-70%의 감소를 보여주었고, 축소 지진 입력에 대한 최대 응답에서 30-45% 정도의 감소효과를 나타내었다. 수치해석결과와 실험의 결과가 매우 정확히 일치하였으며 불확실성을 갖는 구조물에 대하여 제어기가 불확실성의 범위 내에서 강인하다는 것을 보여주었다.

능동 제어기를 설계하기 위해서는 제어대상 구조물의 수학모델의 구해야한다. 그러나, 무한차원의 구조물에 대하여 정확한 모델을 구하는 것은 불가능하므로 유한차원인 저차원화된 모델을 사용하여 제어기를 설계한다. 그러나, 실제 구조물과 저차원화된 모델사이의 오차에 의하여 제어기의 성능이 저하가 되면 제어기와 구조물의 상호작용, 지진과 같은 오란 등의 불확실성, 지진시 구조물의 동적 특성 변화로 인하여 제어기의 성능이 더욱 저하가 된다. 이러한 저하 요인은 제어기 설계시 요구되는 구조물의 수학모델에 대한 불확실한 요소로 작용하기 때문에 제어성능의 저하를 일으키며 응답의 불안정을 유발하기로 한다. 본 연구에서는 질량형 능동제어기(AMD)가 설치된 3층 건물 모형의 모델 오차에 관한 불확실성을 반영한 강인제어기법을 적용하여 제어성능과 안정성을 실험을 통하여 분석하였다. 강인제어 기법인 \mu 합성법에 요구되는 여러 가지 가중함수인 주파수필터는 건물과 AMD의 특성, 모델 오차, 제어율과 AMD 성능의 , 측정잡음 및 지진외란의 특성 등을 고려하여 정량적으로 선택되었다. \mu합성법에 의하여 제어기를 설계하였으며 강인성을 비교하기 위하여 불확실성이 고려되지 않는 LQG 기법에 의한 제어기를 선택하였다. \mu합성법은 규정된 불확성에 대하여 제어의 강인성을 가지므로 동적특성이 바뀐 건물모형에 관한 강인성을 LQG 기법에 의한 제어성능과 비교하였다. 그 결과 동적특성이 변화된 건물에 대하여 \mu합성법만이 제어의 효율성이 유지되는 강인성을 나타내었다. 개발 프로그램의 예측결과를 비교.분석하였으며, 다양한 간극비 상태의 비선형 계수가 해석결과에 미치는 영향을 알아보았다.한 소비자 의견은 미국과 한국노인 모두 유니버셜 디자인된 새 설비의 장점을 인정하였다. 욕조와 세면조가 매력적이라 평하였고 샤워조작기가 색상구분으로 도운물과 찬물인지가 편하며, 접이식 의자가 유용하며, 문 달린 욕조의 안전 손잡이와 욕조가장자리를 잡고 안전하게 출입한다고 했다. 그러나 욕조길이와 높이에서 두 나라간에 차가 있어 앞으로 치수에 대한 것이 연구과제로 지적되었다. 3) 욕실 설비 개발 시 유니버셜 디자인 용품에 요구되는 목표는 안전하게 쓸 수 있고, 가령에 따른 신체장애요소가 커버되어 스스로 사용가능하고, 사용상 번거로움이 없어 정신적 스트레스를 주지않는 것이어야 하겠다. 4) 선택된 유니버셜 디자인 욕실설비는 표준치수의 현 욕조위치에 장착이 가능하여 앞으로 현 주택에의 교체가 가능하였다. 5) 선택된 유니버셜 디자인 욕실설비는 인체치수와 문화가 다른 두 나라 노인 모두 긍정적으로 평가하여 앞으로의 국제적 보급이 기대되었다.ction factor has been suggested with decreasing power law as a function of rainfall rate. This proposed model uses the entire rainfall rate distribution as input to the model, while the ITU-R and DAH model approaches only use a single 0.01% annual rainfall rate and assume that

대형구조물의 진동감소를 위한 슬라이딩 모드 퍼지 제어기(Sliding Mode Fuzzy Control SMFC)에 대하여 연구하였다 본 제어기에 사용된 퍼지 추론기의 규칙은 비선형 제어기법의 하나인 슬라이딩 모드 제어기를 기반으로 하여 구성되었다 그결과 제어기의 퍼지성은 제어시스템을 시스템 계수의 불확실성과 구조물에 작용되는 외부하중의 불확실성에 대하여 강인한 성질은 갖게 하였으며 제어 규칙의 비선형성으로 인하여 제어기는 선형제어기에 비하여 보다 효율적인 되었다 복잡한 수학 해석에 기반한 종래의 제어기법에 비하여 퍼지 이론에 기반한 본 제어기법은 제어기의 설계절차가 매우 편리하다는 장점을 갖게 된다. 제안된 제어기법의 검증을 위하여 미국 토목학회 산하 구조제어위원회(ASCE Committee on Structural Control)에서 주도한 벤치마크 문제에 대하여 적용시켜 보았다 본 연구의 제어결과를 다른 연구자들에 의하여 발표된 {{{{ ETA _mixed _2\infty }}, optimal polynomial control neural networks control 슬라이딩 모드 제어의 벤치마크 결과와 비교하였으며 그 결과 제안된 제어기법이 구조물의 진동을 매우 효율적으로 감소시키며 제어기의 설계절차가 쉽고 편리함을 확일 할 수 있었다.

지진력을 받는 건물의 응답을 능동적으로 제어하기 위해서는 건물의 응답을 측정하고, 이것을 바탕으로 제어력을 산정하여야 한다. 제어력의 산정 방법에는 여러 제어 알고리듬이 적용이 될 수 있는데, 2차 성능지수를 이용하는 LQ제어는 해석의 용이함과 제어의 효율성으로 인하여 널리 쓰이고 있다. 그러나, LQ제어에는 실시간으로 계측이 된 건물의 지반과의 상대 변위 및 속도를 필요로 하나 이러한 상태 변수를 계측하기가 매우 어려워 건물의 제어를 위한 적용에 한계가 있다. 따라서, 계측이 용이한 건물의 절대 가속도를 바탕으로 관측이 용이한 건물의 절대 가속도를 바탕으로 관측기를 이용하여 상태 변수를 추정하여 제어력을 산정하는 LQC 제어 알고리듬이 지진력을 받는 건물에 대한 실용적인 알고리듬이 될 수 있다. 본 연구에서는 이러한 LQC 알고리듬의 성능을 검증하기 위하여 능동제어추진기가 설치된 축소 1층 모형에 대한 해석 및 실험을 수행하였으며, 그 결과 LQC 알고리듬의 제어 효율을 확인할 수 있었다.

The energy saving is one of the most important factors for profit in marine transportation. In order to reduce the fuel oil consumtion the ship's propulsion efficiency must be increased as possible. The propulsion efficiency depends upon a combination of an engine and a propeller. The propeller has better efficiency as lower rotational speed. This situation led the engine manufacturers to design the engine that has low speed, long stroke and a small number of cylinders. Consequently, the variation of rotational torque became larger than before because of the longer delay-time in fuel oil injection process and an increased output per cylinder. As this new trends the conventional mechanical-hydrualic governors for engine speed control have been replaced by digital speed controllers which adopted the PID control or the optimal control algorithm. But these control algorithms have not enough robustness to suppress the variation of the delay-time and the parameter perturbation. In this paper we consider the delay-time and the perturbation of engine parameters as the modeling uncetainties. Next we design the robust servo controller which has zero offset in steady state engine speed, based on H sub(∞) control theory. The validity of the controller was investigated through the response simulation. We used a personal computer and an analog computer as the digital controller and the engine (plant) part respectively. And, we could certify that the designed controller maintains its robust servo performance even though the engine parameters may vary.

This paper presents a design method of fuzzy controller based on TSK fuzzy model. By using the proposed method, we can design fuzzy controller mathematically, which guarantees the stability of fuzzy system. We derived a theorem related to the stability of fuzzy system. In that theorem, we show that the fuzzy system has the same stable state transition matrix as we desire. The validity of the proposed method is shown through an experiment of DC motor velocity control.

The Variable Structure System(VSS) will be of much intrest to educators and design engineers who wish to demonstrate and investigate sophisticated position control methods and their applications. This paper describes DC motor position control by means of VSS concept. The control scheme is derived, implemented and tested in the laboratory where IBM AT computer has been used as a digital controller to control a representative servo system. The control system schematic is given and sample results are shown for illustration. This experiment may serve as a basis for further application of VSS.

비선형의 특성을 갖고 있는 DC 서보 모터의 속도 제어에 퍼지 제어기의 사용을 제안하였다. 퍼지 제어기는 퍼지 모델로부터 설계되며, 그 퍼지 모델은 시스템의 입출력 데이터로 인식되고 비선형 시스템의 표현에 뛰어난 능력을 갖고 있다. 따라서 퍼지 모델로부터 설계되는 퍼지 제어기는 시스템의 비선형 특성이 잘 반영되어지며 그러한 점은 서보 모터의 속도 제어에 응용한 결과 잘 알 수 있었다. 즉 퍼지 제어기에 비해 고속 제어가 가능해졌으며 정상 리플(ripple)이 감소하였다. 또한 이 퍼지 제어기에서 사용되는 퍼지 집합의 멤버쉽 함수는 간단한 선형 구분 함수이므로 퍼지 제어기도 간략한 형태로 표현되었다

This paper deals with a strategy of gain optimization for the kinematic control algorithm of a wire-driven surgical robot. The proposed controller consists of the closed-loop inverse kinematics with the back-calculation method. The closed-loop inverse kinematics has 18 PID control gains, and the back-calculation method has 6 gains. An efficient strategy is designed to optimize 18 values first and then the remaining 6 values. The optimal gain sets are searched under the step input with performance indices. In this gain optimization, the objective function is defined as the minimum value of signal-to-noise ratio of the performance indices for 6 DoF (Degree-of-Freedom) motion that is based on the Taguchi method, and the constraints are applied to obtain stable responses for each motion evenly. The gain sets obtained are verified by simulations using the test trajectories. In comparative results, the optimal gain value based on the performance index combined with ISE (integral of square error) and settling time showed the best control performance.

This paper proposes a Dual Controller System for Precision Control (DCSPC) for control of the gripper. The DCSPC consists of two subsystems, CDSP (Controller based DSP) and CARM (Controller based ARM processor). The CDSP is developed on a DSP processor and controls the gripping motor and LVDT. In particular, the CARM is implemented using Linux and ARM processor according to recent research related to open-source. The robot for high-precision assembly is divided into the robot control and the gripper control section and controls CARM and CDSP systems respectively. In this paper, we also proposed and measured the performance of communication API. As a result, it is expected to recognize improvements in communication between CARM and the robot controller, and will continue to conduct relevant research among other commercial robot controllers.

Modbus는 각종 자동화 장비 감시 및 제어에 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 자발적 산업표준 통신 프로토콜이다. 그러므로 선박, 빌딩, 기차, 비행기 등 Modbus를 이용하는 모든 장비들과 연결이 가능하여 환경변수의 측정 및 원격제어가 가능하게 된다. 기존의 Modbus는 Serial 통신을 기반으로 사용되어 왔으며, Modbus TCP는 오늘날 인터넷 프로토콜로 가장 많이 쓰이는 TCP/IP를 기반인 Ethernet 통신을 이용하므로 Serial 통신에 비해 빠르고 사물인터넷(Internet of Things) 환경에 연결이 가능하다. 본 논문에서는 Modbus TCP 통신 프 로토콜을 이용하여 무선 Wi-Fi 환경에서 LED 조명을 제어하기 위한 알고리즘을 설계하고, 선박의 통합관리 시스템에서 외부 환경요인 확인 및 원격제어가 가능한 LED 제어기 회로를 설계 및 구현 하였다. 외부 환경요소인 온도, 습도, 전류, 조도 값들은 센서를 통해 제어기로 받아 들이며 이 값들은 Modbus 프로토콜을 통해 선박의 통합관리 시스템에 알리게 된다. Modbus는 TCP 통신으로 Master 기기와 연결 되어 온 도, 습도, 전류, 조도 상태 모니터링 및 LED 출력 값 확인이 가능하고 또한 사용자가 원격으로 RGB 값을 변경할 수 있기 때문에 원하는 색으 로 변경이 가능하게 된다. 제작한 제어기의 구현 확인을 위해 모의 선박 관리 시스템을 만들어 온도, 습도, 전류, 조도 상태를 모니터링 하고, 원격으로 RGB 값을 변경 하여 제어기의 LED 조명색상이 변화 되는 것을 확인 하였다.

In this paper, we present a finite-time sliding mode control (FSMC) with an integral finitetime sliding surface for applying the concept of graph theory to a distributed wheeled mobile robot (WMR) system. The kinematic and dynamic property of the WMR system are considered simultaneously to design a finite-time sliding mode controller. Next, consensus and formation control laws for distributed WMR systems are derived by using the graph theory. The kinematic and dynamic controllers are applied simultaneously to compensate the dynamic effect of the WMR system. Compared to the conventional sliding mode control (SMC), fast convergence is assured and the finite-time performance index is derived using extended Lyapunov function with adaptive law to describe the uncertainty. Numerical simulation results of formation control for WMR systems shows the efficacy of the proposed controller.

An electro-hydraulic actuator (EHA) is widely used in industrial motion systems and the increasing bandwidth of EHA position control is important issue. The model-inverse feedforward controller is known to extend the bandwidth of system. When the system has non-minimum phase (NMP) zeros, direct model inversion makes system unstable. To overcome this problem, an approximate model-inverse method is used. A representative approximate model inversion method is zero phase error tracking control (ZPETC). However, if zeros locate right half plane of z-plane, the approximate inverse model amplifies the high-frequency response. In this paper, to solve the problem of ZPETC, an adaptive model-inverse control is proposed. The adaptive algorithm updates feedforward term in real-time. The effectiveness of the proposed adaptive model-inverse position control strategy is verified by comparison with typical proportional-integral (PI) control and feedforward control by experiments. As a result, the proposed adaptive controller extends the bandwidth of EHA position control.

가스터빈 기관은 우주항공, 발전 플랜트뿐만 아니라 해상운송 분야에 사용되는 원동기로서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 그 구조가 복잡하고 연소과정에서 시간지연 요소가 포함되어 있어 가스터빈 기관을 잘 제어할려면 정교한 수학적 모델링이 필요하다. 본 논문 에서는 가스터빈 기관의 주요 구성품인 가스발생기, PLA 액추에이터, 미터링 밸브에 대한 모델링 기법을 설명한다. 또한, 가스터빈 기관의 시 운전 데이터를 기초로 몇 가지 정상상태 때의 동작점에서 서브모델을 구하고, 각 서브모델에 대해 비선형 비례적분미분 제어기를 설계하여 기 관의 속도를 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 비선형 제어기는 비선형 함수로 구현되는 3가지 이득을 사용한다. 비선형 제어기의 파라미터 는 제어시스템의 목적함수를 최소화하는 관점에서 실수코딩 유전자알고리즘으로 동조한다. 제안한 방법은 가스터빈 기관에 적용하고 시뮬레이 션을 실시하여 그 유효성을 확인한다.