결정 성장 조절체를 이용하여 수용액 중에서 직접 α산화철을 제조하였으며, 염기도에 따른 생성물의 입자 특성과 반응기구, α산화철의 생성 과정과 침상형 입자의 생성 반응 기구를 고찰하였다. pH 9.0이하에서는 hexagonalgudxo, pH 10.75-11.75범위에서는 ellipsoidal 또는 rectangular 형태의 α-Fe2O3입자로 각각 생성되었으며, pH12.50이상에서는 acicular 형태의 α-FeOOH입자가 생성되었다. pH 10.75-11.75범위에서 제조된 생성물의 염기도는 결정 성장 조절제의 해리에 의해 생성된 수산기 이온(OH-) 때문에 반응물의 염기도에 대비해 약간 증가하는 현상을 나타내었다. 결정 성장 조절제로 사용한 구연상은 제이철 수산화물에 구연산 음이온(R-COO-) 형태로 흡착되어 생성물인 α산화철의 입자 형태를 침상 형태로 유도하였다.

국내 원예시설의 증가와 더불어 양액재배농가도 증가추세에 있어 저렴한 국산 양액재배 자동화기기가 농가에 필요한 실정이다. 이에 따른 양액재배의 EC와 pH를 자동조절하기 위하여 마이크로컴퓨터의 일종인 PLC(programmable logic controller)를 이용한 장치를 개발하고 재배실험을 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Ladder diagram언어를 사용하여 양액재배의 자동화 프로그램을 작성하였다. 2. PLC를 이용하여 양액의 EC, pH수준을 1.70-l.72mS/cm, 6.1-6.5로 전 생육기간 동안 유지시킬 수 있었다. 3. 대조구에 비하여 처리구가 상품과(당도 5.0 oBrix, 산도 0.4% 이상) 및 수량성이 높은 결과를 얻었다. 4. 식물체의 무기성분 함량은 처리구가 대조구에 비해 전체적으로 높았다.

제어전용 마이크로 프로세서와 PC간에, 본 연구에서 제안하는 이중 포트 램을 이용한 병렬처리 방식으로 하드웨어를 설계 제작하고, 제어응답실험을 행한 결과 기존의 범용 A/D & D/AC 카드로 수행하기 어려웠던 2개 이상의 제어 대상을 제어하고 모니터링 하는 작업을 원활히 수행할 수 있음을 확인하였다

This paper presents a dynamic compensation methodology for robust trajectory tracking control of uncertain robot manipulators. To improve tracking performance of the system, a full model-based feedforward compensation with continuous VS-type robust control is developed in this paper(i.e,. robust decentralized adaptive control scheme). Since possible bounds of uncertainties are unknown, the adaptive bounds of the robust control is used to directly estimate the uncertainty bounds(instead of estimating manipulator parameters as in centralized adaptive control0. The global stability and robustness issues of the proposed control algorithm have been investigated extensively and rigorously via a Lyapunov method. The presented control algorithm guarantees that all system responses are uniformly ultimately bounded. Thus, it is shown that the control system is evaluated to be highly robust with respect to significant uncertainties.

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

A ship’s automatic steering system is the basis for addressing control difficulties related to course-changing and course-keeping during navigation through heading angle control, and is a link in realizing unmanned and autonomous ships. This study proposes a robust RCGA-based linear active disturbance rejection controller (LADRC) design method considering environmental disturbances, measurement noise, and model uncertainties in designing a ship heading controller for use when the ship is sailing. The LADRC consisted of a transient profile, a linear extended state observer, and a PD controller. The control gains in the LADRC with the linear extended state observer were adjusted by RCGAs to minimize the integral of the time-weighted absolute error (ITAE), which is an evaluation function of the control system. The proposed method was applied to ship heading control, and its effectiveness was validated by comparing the propulsive energy loss between the proposed method and a conventional linear PD controller. The simulation results showed that the proposed method had the advantages of lower propulsive energy loss, more robustness, and higher tracking precision than the conventional linear PD controller.

This paper proposes a low-cost robotic surgery system composed of a general purpose robotic arm, an interface for daVinci surgical robot tools and a modular haptic controller utilizing smart actuators. The 7 degree of freedom (DOF) haptic controller is suspended in the air using the gravity compensation, and the 3D position and orientation of the controller endpoint is calculated from the joint readings and the forward kinematics of the haptic controller. Then the joint angles for a general purpose robotic arm is calculated using the analytic inverse kinematics so that that the tooltip reaches the target position through a small incision. Finally, the surgical tool wrist joints angles are calculated to make the tooltip correctly face the desired orientation. The suggested system is implemented and validated using the physical UR5e robotic arm.

This paper proposes a hand-controller mechanism for manually controlled endoscopic surgical instruments. A wire-driven mechanism is typically adapted for endoscopic surgical tools because motors cannot be embedded to the joints due to the size limitation. The wire-driven mechanism requires length control of wires that are pulled and released according to the desired joint angle. It is difficult for the operator to control individual wire lengths intuitively. The hand-controller mechanism should be able to control the wires easily without complex processes. For this purpose, we propose a mechanism that can control the wire lengths with a simple mechanical structure and its optimal design method using genetic algorithm. We show the simulation and experimental results to confirm the proposed mechanism and design methods are useful for the manually controlled endoscopic surgical instrument.

This paper deals with the development and application of control algorithms for series elastic relief robots for rescue operations in harsh environment like disasters or battlefield. The joint controller applied in this paper has a cascade structure combining inner loop for torque control and outer loop for position control. The torque loop contains feedforward and feedback controller and disturbance observer for independent, decentralized joint control. The effect of the elastic component and motor dynamics are treated as the nonlinear disturbance and compensated with the disturbance observer of torque controller. For the collision detection, Band Designed Disturbance Observer is configured to recognize/respond to external disturbance robustly in the continuously changing environment. The controller is applied to a 7-dof series elastic manipulator to evaluate the torque tracking and collision detection/response performance.

A trajectory control system plays an important role in controlling motions of marine vehicle when a series of way points or a path is given. In this paper, a sliding mode control (SMC)-based trajectory tracking controller for marine vehicles is presented. A small-sized unmanned ship is considered as a control object. Both speed and heading angle of a ship should be controlled for tracking control. The common point of related researches was to separate ship's speed and heading angle in control methods. In this research, a new control law from a general sliding mode theory that can be applied to MIMO (multi input multi output) system is derived and both speed and heading angle of a ship can be controlled simultaneously. The propulsion force and rudder force are also applied in modeling stage to achieve accurate simulation. Disturbance induced by wind is also tackled in the dynamics considering robustness of the proposed control scheme. In the simulation, we employed a way-point method to generate ship's trajectory and applied the proposed control scheme to ship's trajectory tracking control. Our results confirmed that the tracking error was converged to zero, thus demonstrating the effectiveness of the proposed method.

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.

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. 본 논문에서 는 퍼지제어 시스템을 이용하여 외부환경요인을 각각 조합한 불확실한 내용을 정량적인 값으로 변환하여 LED 조명으로 표현하기 위해 알고 리즘을 설계하고, 설계한 알고리즘에 Modbus 통신 프로토콜을 추가하여 선박의 통합관리 시스템에서 외부환경요인 확인 및 원격제어가 가능 한 감성조명용 LED 제어기 회로를 설계 및 구현 하였다. 외부환경요소인 온도, 습도, 조도 값을 센서를 통해 제어기로 받아들이고 이 값들을 퍼지제어 알고리즘을 통해 LED로 표현된다. Modbus는 Serial 통신으로 RS485를 이용하여 다른 기기와 연결 되어 온도, 습도, 조도 상태 및 LED 출력 값 확인이 가능하고 또한 사용자가 원격으로 RGB 값을 변경 할 수 있기 때문에 원하는 색으로 변경이 가능하게 된다. 제작한 제 어기로 온도, 습도, 조도에 따라 LED 조명색상이 변화 되는 것을 확인 하였다.

The problem of spacecraft attitude control is solved using an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS). An ANFIS produces a control signal for one of the three axes of a spacecraft’s body frame, so in total three ANFISs are constructed for 3-axis attitude control. The fuzzy inference system of the ANFIS is initialized using a subtractive clustering method. The ANFIS is trained by a hybrid learning algorithm using the data obtained from attitude control simulations using state-dependent Riccati equation controller. The training data set for each axis is composed of state errors for 3 axes (roll, pitch, and yaw) and a control signal for one of the 3 axes. The stability region of the ANFIS controller is estimated numerically based on Lyapunov stability theory using a numerical method to calculate Jacobian matrix. To measure the performance of the ANFIS controller, root mean square error and correlation factor are used as performance indicators. The performance is tested on two ANFIS controllers trained in different conditions. The test results show that the performance indicators are proper in the sense that the ANFIS controller with the larger stability region provides better performance according to the performance indicators.

An augmented state feedback controller for a Wheeled Inverted Pendulum (WIP) is proposed in this research. The augmented state feedback controller is able to keep the WIP returning to the origin. Generally, the WIP has both stable and unstable equilibrium points. To keep the WIP over the unstable equilibrium point, the WIP consistently is being controlled. A simple state feedback controller is letting the WIP out of the origin when the center of gravity of the WIP locates out of the schematic center line. In some case of applications, it may not be desirable that the WIP is drifting out of the initial location. The proposed augmented state feedback controller is able to keep the WIP at the initial location whether its center of gravity lies out of the center line or not. Numerical simulations are carried out to show the validation of the augmented sated feedback controller.