• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.659-666
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• 2006

서보 모터는 컴퓨터와 센서로부터 오는 지령에 대해 정밀한 모션제어 즉, 정확한 속도조절과 위치 잡기를 수행함으로써 자동화 시스템에서 중요한 부분으로 사용된다. 특히, 선형추진 BLDC모터는 볼스크류, 타이밍 벨트, 랙/피니온과 같은 마찰 유도 전달 메카니즘들과 연결을 갖는 회전식 서보모터들에 비해 다양한 장점들을 갖는다. 본 논문은 정현파 구동형 선형 추진 BLDC모터의 동특성과 출력들로부터 얻어지는 정보를 이용하여 미지의 전동기 계통 파라미터들을 추정하는 방식을 제안한다. 추정된 파라미터들은 제어기와 외란 관측기의 이득을 조절하는데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 이루기 위해 고성능의 디지털신호처리프로세서로 계자기준제어(FOC)기법을 구현하기 위해 설계된 TMS320F240을 선형 BLDC 서보 전동기의 제어기로서 사용한다. 이 서보전동기 응용 전용의 DSP는 A/D Converter와 PWM 발생부, 다수의 IO Port를 내장하고 있어 서보모터 제어기에 중요한 역할을 담당하게 된다. 이 선형 BLDC 서보 전동기 시스템은 또한 IPM 구동기와 홀센서 타입의 전류센서모듈 그리고 게이트 구동 신호와 고장 신호들의 전기적 절연을 위한 광결합 모듈을 포함한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권3호
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• pp.205-216
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• 2003

회전안정화 로켓 모터를 이용하는 upper stage 위성체의 자세 불안정 현상을 연구하였다. 이 위성체는 대칭형의 본체와 내장된 유동질량으로 구성되며, 유동질량은 구진자로 모델링되었다. 종래의 선형모델이 갖는 단점을 보완하기 위해 정확한 시변 비선형 방정식을 사용하고, 본체 및 구진자 모두 회전 대칭축에 대해 정상상태에 있다고 가정하였다. 본 논문에서는 진자에 대한 준정상해(quasi-stationary solution) 및 공진조건을 파라미터의 함수로 결정하였다. 공진조건의 분석결과 유동질량은 계수자극 및 외부자극을 동시에 받으며, 자극을 받은 유동질량으로부터 에너지가 본체에 유입되면서 위성체는 불안정한 장동운동을 일으키는 것으로 확인되었다. 본 논문에서는 수치시뮬레이션 예시를 통하여 주어진 위성체 모델에 대해 발생가능한 공진조건에서 진자의 운동, 위성체 각 운동량 및 섭동모멘트의 관계 규명과 로켓모터 추진 후에 자세운동이 어떻게 변화하는가를 설명하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.485-492
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• 2006

본 논문은 휴머노이드 로봇 ISHURO의 분산 제어를 위한 네트웍 구현에 대해 다루고 있다. 일반적으로 휴머노이드형 로봇은 기구학적으로 유연한 동작을 위해 다수의 자유도가 필요하다. 이를 구현하기 위해서는 중앙에서 일괄적으로 처리 하는 것 보다 간결 하면서도 유연성을 줄 수 있는 분산 처리 방법이 선호되고 있다. 분산 처리를 위한 제어기를 구성할 때는 로봇의 모터를 독립적으로 제어하기 위한 제어기가 별도로 필요하며 모듈 간에는 정해진 시간 내에 데이터를 교환할 수 있는 통신 기법이 필요하다. ISHURO의 각 관절은 자체 내에 독립된 DSP를 내장하고 있으며 CAN 네트웍을 이용하여 모듈간의 통신을 하여 구동기를 재어하거나 센서의 값을 모니터링 할 수 있게 되어 있다. 본 논문에서는 이를 위한 통신 구조를 제안하고 필요한 전송 메시지를 정의하고, 전송시간을 분석하여 로봇 분산 제어기 구조에 적절한 전송 프로토콜을 제시하였다. 모든 과정은 Matlab을 이용하여 컴퓨터모의실험을 수행하였고 실제 휴머노이드 로봇에 적용하여 보행실험을 통해 검증 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.522-525
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• 2015

본 논문에서는 촉각의 자극으로 장애물 위치를 파악하는 시각 장애인용 경로안내 및 보행보조 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 시각장애인의 보행보조를 위한 촉각기반 장애물 감지 모듈과 장애물 높이 인지 모듈, 그리고 장애물 회피를 위한 경로안내 알고리즘으로 구성된다. 촉각기반 장애물 감지 모듈은 서보 모터의 회전력으로 시각장애인의 엄지를 자극하여 좌 우 전방에 위치한 각각의 장애물을 감지한다. 장애물 높이 인지 모듈은 선형 배치된 초음파 센서들로부터 감지된 데이터를 통합하여, 장애물의 높이를 상 중 하 3단계로 구별한다. 제안된 시스템의 경로안내 알고리즘은 스마트 폰에 내장된 GPS 수신기의 신호로 현재 위치 값을 갱신하여 시각장애인에게 최적화된 맞춤형 경로를 안내한다. 또한, 설계된 경로안내 알고리즘은 시각장애인용 경로안내 앱과 블루투스로 연동하여 시각장애인에게 음성으로 정보를 전달한다. 제안된 시스템은 불확실한 경로를 탐색하여 장애물 배치 상황에 맞도록 회피 경로를 생성함으로써 시각장애인의 보행을 도울 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.828-834
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• 2013

본 논문에서는 태양광 집광 효율 향상을 위한 많은 연구 방법 중 하나로서 태양광을 효율적으로 집광할 수 있는 TMC(Tracker Motion Controller) 시스템 구성하여 발전효율의 향상성을 갖춘 집광형 태양광 발전시스템(CPV)과 실리콘을 이용한 PV 시스템으로 실험하였다. 태양추적 발전시스템에 사용되는 마이크로프로세서는 실시간으로 태양광의 고도와 위도 각을 계산한다. 또 한 센서로부터 값을 받아들이고, 태양의 현재 위치 값을 계산하여 모터를 제어하며 중앙제어 시스템과의 통신을 하기 때문에 적용 가능성에 대한 부담이 커지고 있다. 따라서 집광형 태양광 발전시스템에 적합한 프로그램 방식과 센서방식을 혼합한 하이브리드 방식의 알고리즘 통하여 ARM코어를 내장한 TMC에 구현하였으며, 구현된 TMC를 통하여 기존 PV시스템, CPV 시스템 대비하여 국내에서의 발전효율을 비교 분석하였다. 실험결과 기존의 센서방식을 이용한 집광형 태양광 발전 시스템에 GPS통신 값을 통해 프로그램 방식의 천문학 계산에 의하여 지평좌표계에서의 태양의 방위각과 고도각을 계산하는 하이브리드 태양위치추적 방식을 실험한 결과를 보면 맑고 일사량이 높은 날에는 큰 차이를 보이진 않았다. 그러나 흐리고 맑은 날 등 일사량이 없어 센서가 태양의 위치를 추적하지 못하고 멈춘 상태에서 일정 시간이 지난 후 태양이 센서의 사각지대에서 나타나면 센서의 오류가 생길 수 있는 기후변화에서는 오히려 센서방식보다 더 우수함을 확인할 수 있었다. 태양전지의 발전효율이 높아지고 생산발전 단가가 줄이는 부분에 대한 지속적인 연구, 더불어 기후의 변화에 따른 최적의 발전 능력을 가진 TMC를 적용한 고효율 집광형 시스템에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.463-466
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• 2017

본 논문의 내용은 기존의 차륜식 로봇과는 차별화된 전-방향 구동이 가능한 모듈 개발을 통하여, 기존 모듈의 이동로봇이 가지는 단점인 측면주행성능 저하, 단순 작업주행 경로, 회전-직진 반복 주행으로 인한 불필요한 주행소요시간의 증대 등의 단점을 극복할 수 있을 것이다. 볼-벨런싱 로봇을 구동하기 위한 전-방향 구형휠 구동모듈은 3개의 로터캐스터를 이용한 로봇의 전-방향으로 구동하기 위한 동력전달 메커니즘과 주행을 위한 알고리즘 개발이 요구된다. 3DoF(축) 전-방향 이동 알고리즘이 내장된 드라이버가 모듈에 내장되고, 주행 방향 및 속도를 위한 3DoF(축)의 구동 모터 모듈이 장착된다. 이동 메커니즘으로는 각 구동바퀴의 회전 벡터 합에 따른다. 두 개 또는 세 개의 구동바퀴의 회전과 벡터 합에 따른 다양한 이동방향을 만들어 낼 수 있다. 각 구동바퀴의 회전 벡터장의 여하에 따라 다른 방향으로도 이동이 가능하다. 전-방향 이동을 위한 보다 혁신적인 전-방향 구형휠 구동모듈이 개발되면, 이동로봇의 구동부에 사용되어 로봇의 성능을 기술적으로 좀 더 향상시킬 수 있으며, 구동모듈이 적용된 전-방향로봇 플랫폼을 통하여 기존 차륜식 로봇의 경우 각종 환경에 대한 저항성으로 인해 연속 직진 성능이 저하되는 단점을 극복할 수 있어서 미주, 유럽과 같은 환경에서 적용될 수 있는 청소로봇, 이동로봇뿐만 아니라 전-방향 주행 기능이 요구되는 안내로봇, 탑승형 로봇, 이동수단 등에 필수적인 기술이 될 것이고 지능형서비스로봇 시장과 미래형 자동차시장의 확대에 기여할 수 있을 것이다.