This paper deals with the dynamic control of redundant robot manipulator. Traditionally, the kinematic control schemes for redundant robot manipulator were developed from the point of speed and used under the assumption that the dynamic control of manipulator is perfect. However, in reality, the precise control of redundant robot manipulator is very difficult due to their dynamics. Therefore, the kinematic controllers for redundant robot manipulator were employed in the acceleration dimension and may be combined with the computed torque method to achieve the accurate control performance. But their control performance is limited by the accuracy of the manipulator parameters such as the link mass, length, moment of inertia and varying payload. Hence in this paper, the proportional and derivative control gains of the computed torque controller are optimized by the genetic algorithm on the typical payloads, and the neural network is applied to obtain the proper control gains for arbitrary loads. The simulation results show that the proposed control method has better performance than the conventional control method for redundant robot manipulator.

Robot manipulators are highly nonlinear system with multi-inputs multi-outputs, and various control methods for the robot manipulators have been developed to acquire good trajectory tracking performance and improve the system stability lately. The computed torque controller has nonlinear feedforward control elements and so it is very effective to control robot manipulators. If the control gains of the computed torque controller is adjusted according the payload, then more precise control performance is attained. This paper extends the conventional computed torque controller in the joint space to the Cartesian space, and optimize the control gains for some specified payloads in both joint and Cartesian spaces using genetic algorithms. Also a neural network is employed to have proper control gains for arbitrary payloads using generalization properties of the neural network. Computer simulation results show that the proposed control system for robot manipulators has excellent performance in various conditions.

본 논문에서는 바람, 파도, 조류 등의 큰 외란조건에서 선박계류시스템의 계류안정성 확보를 위한 동적제어기 설계를 연구하였다. 선박계류시스템의 비선형 동요를 억제하기 위해 슈퍼트위스팅 알고리즘(STA)을 포함한 슬라이딩 모드 제어(SMC) 기법이 적용되었다. 외란이나 파라미터의 불확실성에 대한 강인성의 장점에도 불구하고, 채터링은 슬라이딩 모드 제어기를 적용하는데 주요 단점이 되고 있다. 1차계 SMC는 정확히 제어 목표치에 수렴 하도록 정밀한 제어는 가능하나, 채터링과 같은 파괴적인 현상과 연계되어 적용에 주요한 장애가 된다. 대신에, STA는 큰 외란에도 불구하고 비교적 높은 정확도를 보이며 채터링 현상을 완전히 제거한다. 1차계 슬라이딩 모드 제어기의 채터링 문제를 피할 수 있는 STA기반의 SMC는 비선형 계류시스템의 동적제어를 위한 아주 효과적인 수단으로 판단된다. 아울러, STA로 제어된 선박계류시스템의 위치오차 궤적은 경계 구역 내에서 형성된다. 끝으로, 슬라이딩 표면과 위치궤적의 오차결과를 통해 STA의 이득제어 효과도 관측할 수 있다.

In order for the probe to perform ocean exploration and survey research, it is necessary to adjust the position of the ship as desired by dynamic positioning system. The dynamic positioning system of T/S NARA is applied to K-POS dynamic positioning system of Kongsberg, which makes maintaining the ship's position, changing position and heading control possible. T/S NARA is not capable of dynamic positioning if one or more propulsive forces are lost with DP Level One. However, it is predicted that dynamic positioning can be achieved even at the time of missing one thrust in a good sea condition. Therefore, we want to analyze the effect of each propulsion on the performance of dynamic position system. When one of the bow thruster and azimuth thrusters lost their propulsion, maintaining the ship's position, changing position and heading control performance were compared and analyzed. If the situation occurred disable from using the bow thruster, they can not maintain ship's position. Azimuth thruster was influential for the ship's position control and bow thruster was influential in heading control. The excellent dynamic positioning performance can be achieved, considering the propulsion power that will have a impact on each situation in the future.

In this study, a winch and load motion control system design method is introduced. Especially, the winch and load (moving cart) are connected with long wire rope which is extended to few kilometers long. Therefore, the rope length changes such that many dynamic parameter values are changed as well by winding and releasing the rope from the winch system. In this paper, the authors designed the control system by considering the real time parameter variation to occupy and keep good control performance continuously. The effectiveness of introduced method was evaluated by simulation results.

본 연구에서는 지진하중을 받는 고층 RC 골조구조물의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 방안을 제시한다. 이를 위해 수학적인 일반성을 가지면서 큰 규모의 문제도 효율적으로 다룰 수 있는 근사화 개념을 도입하여 횡변위 구속조건식을 설정한다. 아울러 구조부재의 단면특성 관계식을 설정함으로써 설계변수의 수를 줄여주고, 초기에 주어진 단면형상이 최적설계 과정동안 계속 유지된다는 가정을 이용하여 최적설계결과에서 구해진 단면특성에 따라 부재단면크기를 산출하는 방안을 강구한다. 특히 근사화된 횡변위구속조건식을 정식화 하기 위해 동적 변위민감도해석 방안이 고려된다. 이와 같이 제시된 동적 강성최적설계 기법의 효용성을 검토하기 위해 10층과 50층 규모의 삼차원 RC 골조구조물 모델이 고려된다.

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.

본 논문에서는 미국토목학회(ASCE)의 사장교에 대한 첫번째 벤치마크 문제를 이용하여 제어-구조물 상호작용을 고려한 새로운 반능동제어 기법을 제안하였다. 이 벤치마크 문제에서는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri주에 건설 중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고, Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 본 연구에서는 MR 유체 감쇠기를 제어 장치로 제안하였고, clipped-optimal 알고리듬을 제어 알고리듬으로 사용하였다. 또한, 대용량 MR 유체 감쇠기 실험 결과를 이용하여, Bingham 모델, Bouc-Wen 모델, 수정된 Bouc-HWen 모델과 같이 수치해석에 이용할 수 있는 다양한 동적 모델을 개발하였다. MR 유체 감쇠기는 제어가능한 에너지 소산장치이며 구조물에 에너지를 가하지 않기 때문에 제안된 제어기법은 한정입출력 안정성이 보장된다. 수치해석을 통해, MR 유체 감쇠기를 이용한 반능동제어 기법이 사장교의 응답 감소에 효과적인 방법임을 증명하였다

제어봉 구동장치(CEDM)의 동적거동은 원자로의 동적거동과 연동되어 있어, 두 구조물 간의 상호 동적 특성을 이해한 후 CEDM의 설계 개선 방향을 정립해야 한다. 원자로와 CEDM을 각각 1차 질량 및 2차 질량으로 하는 2 자유도계로 단순화하여 상호 동적 영향을 검토하고, 두 질량의 응답을 모두 감소시키는 최적의 .mu.-f곡선을 제시하였다. 설계 개선은 고유진동수비 f를 가능한 0.93부근으로 수렴시켜야 하며, 질량비 .mu.는 감소시키지 않아야 하고, 제시된 최적의 .mu.-f곡선에 접근시키는 방향으로 해야 함을 제안하였다. 이에 따라 CEDM의 부품들의 설계를 최적화하여 원자로와 CEDM의 변위 응답비를 각각 10.5-19.7%와 6.3-3.4%씩 모두 감소시킬 수 있었다.

본 논문에서는 수중운동체 중 하나인 잠수함의 코닝타워(Conning tower) 위치 및 제어판 형태에 따라 4가지 타입별로 나누어 회 전팔 시험(Rotating arm test)을 실시하였다. 또한 본 RA 시험을 통하여 유체력 미계수를 추정하였으며 수평면 운동에 대한 동적 안정성 (Dynamic stability)을 평가하였다. 특히, 자유수면의 영향으로부터 자유로운 심도비(Depth ratio) 6.0에서 힘과 모멘트를 측정한 후, 다중회귀 분석을 이용하여 유체력 미계수를 추정하였다. 최종적으로 선형유체력 미계수를 이용한 수평면 동적 안정성 지수를 산정함으로써 잠수함 타 입별 특성이 동적 안정성에 미치는 영향을 분석하였다.

Dynamic Positioning (DP) is used to automatically maintain the position and heading of a floating structure subjected to environmental disturbances. A DP control system is composed of a motion controller to compute the desired force and moment and a thrust allocator to distribute the computed force and moment to multiple thrusters considering mechanical and operational constraints. Among various thruster configurations, azimuth thrusters or propeller/rudder pairs tend to make the allocation problem difficult to solve, because these types of propulsion systems include nonlinear constraints. In this paper, a dynamic positioning strategy for a twin-thruster ship that is propelled by two azimuthing thrusters is addressed, and a thrust allocation method which does not require a numerical optimization solver is proposed. The applicability of the proposed method is demonstrated with an experiment using an autonomous boat.

본 연구에서는 준능동 진동 제어를 위한 MR 감쇠기의 동적 모델링을 통한 특성을 분석 및 평가하였다. 실제 구조물 크기의 모형구조물을 진동제어하기 위하여 Semi-active 성능의 MR Damper를 설계/제작 하였다. 일반적으로 MR Damper를 이용한 준능동 제어 시스템을 구축하기 위해서는 감쇠장치의 발생 감쇠력 및 거동 성향 등의 데이터를 수치적으로 나타낼 수 있는 동적 모델이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 MR Damper의 동적거동을 예측/평가 할 수 있는 모델링을 하기 위하여 다양한 동적 모델 중Power 모델 및 Bingham 모델을 적용하였다. 이때 동적 모델과 비교/평가하기 위하여 개발된 MR Damper의 동하중 실험을 수행하였다. 동하중 실험조건은 가진 주파수를(0.15Hz, 1.0Hz, 2.0Hz) 선정하고, 주파수별 각각 3가지씩 가진 속도를 달리하여, 변위가 감쇠력에 미치는 영향력을 확인하였다. 이렇게 얻어진 MR Damper의 동하중실험 결과를 적용하여 각 동적 모델 별 모델변수를 규명하였고, 이를 바탕으로 힘-속도 관계곡선 및 예측된 발생 감쇠력을 산출하였으며, 산출된 결과와 개발된 MR Damper의 실험 결과를 상호 비교⋅평가하였다. 최종적으로 본 연구에서 개발한 MR Damper는 준능동 제어장치로 활용 가능함을 확인 하였고, 다양한 변위를 이용한 실험을 통하여 정상적인 진동제어를 위해서는 최소 2mm 이상의 변위가 확보되어야 한다는 결과를 얻었다.

일반적으로 MR 감쇠기를 이용한 준능동 제어 시스템을 구축하기 위해서는 감쇠장치의 동적모델이 요구된다. 여기서, 동적모델링은 감쇠장치의 발생 감쇠력 및 거동 성향 등을 수치적으로 예측하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 MR 감쇠기의 동적거동을 실무적인 관점에서 합리적으로 모델링하기 위하여 다양한 동적모델 중 Power 모델 및 Bingham 모델을 적용해 MR 감쇠기의 동적거동특성을 예측․평가하였다. 이때 활용한 MR 감쇠기의 실험결과는 압착식 형태로 개발된 MR 감쇠기를 대상으로 동하중 실험을 수행하여 획득하였으며, 힘-변위 이력곡선으로부터 준능동 제어장치로의 타당성을 확인하였다. 또한, 각 동적모델의 예측성능을 평가하기 위하여 우선 실험결과를 이용해 각 동적모델 별 모델변수를 규명하였고, 이를 바탕으로 힘-속도 관계곡선 및 예측된 발생 감쇠력의 오차율을 산출하여 개발된 압착식 MR 감쇠기의 실험결과와 상호 비교․평가하였다. 최종적으로 본 연구에서 개발한 압착식 MR 감쇠기는 준능동 제어장치로 활용 가능함을 확인하였고, 평가된 두 가지 동적모델은 모두 우수한 예측성능을 보임으로써 본 연구에서 개발한 압착식 MR 감쇠기는 물론 MR유체를 이용한 다양한 형태의 감쇠장치의 거동특성을 수치적으로 예측하기 위하여 간단히 활용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

The purpose of this study was to investigate visual control of dynamic balance in children. 24boys as subjects consisted of six (n=12), eight(n=12) years old in elementary school. They walked the balance beam under all the task conditions(4) in a heel-to-toe fashion. The task conditions was body/environment condition, body condition, environment condition, full visual condition. Each of child was given three practice trials walking the beam in fully lighted room . The average of three test trials under each of condition was the dependent variable. The results were as follows: The first, the effect of task condition was significant (F(3, 66)=65.05, P<.001). Second, the effect of year was significant (F(1, 66) =571.9, P<. 001) . Third, the interaction between age and condition was also significant(F(3,66)=32.40,P<.001) . And, SNK procedure test (post hoc) indicated significant difference between age and task condition (P< .05) . In conclusion, development of sensory-motor control in children is significantly related to dynamic balance. Also, there may be a trend away from the need to visually monitor body/ environment relationships to maintain effective balance (six years old) to a shift toward greater reliance of vestibular-proprioception information for maintaining dynamic balance control at eight years old .