This paper proposes an adaptive robust control method for an acrobot system in the presence of input disturbance. The acrobot system is a typical example of the underactuated system with complex nonlinearity and strong dynamic coupling. Also, disturbance can cause limit cycle phenomenon which appears in the acrobot system around the desired unstable equilibrium point. To minimize the effect of the disturbance, we apply a fuzzy disturbance estimation method for the swing-up and balancing control of the acrobot system. In this paper, both disturbance observer and controller for the acrobot system are designed and verified through mathematical proof and simulations.
본 논문에서는 한 바퀴 구동 이동로봇, GYROBO,에 대한 제어를 실험적으로 수행하였다. 이전 자이로보는 제자리에서 밸런싱을 할 경우, 내부의 짐벌이 한 쪽으로 계속 회전하는 현상이 발생하여 결국 넘어지게 되는 결과를 초래하였다. 이 구조적 문제를 보완하여 균형 제어에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험을 통해 구한 게인값을 사용하는 게인 스케줄링 방법을 통해 쏠리는 현상에 대한 해결방법을 찾았고, 자세제어를 더 안정화 시켰다. 또한 주행이 가능한지를 확인하기 위해 직선 경로 주행실험을 하였다.
무선 센서 네트워크는 제한된 자원을 가지고 특정한 지역에 임의로 뿌려진 센서 노드가 자가 구성적으로 형성하는 네트워크를 말한다. 센서 네트워크의 확장성(scalability), 로드 밸런싱(load balancing) 그리고 네트워크 라이프타임(network lifetime)을 보장하기 위해서 네트워크를 지역적으로 관리하는 클러스터링 알고리즘이 필요하다. 이전의 클러스터링 알고리즘에서 클러스터 헤드를 선정할 때 노드의 위치 및 에너지를 알아내기 위해 추가적인 통신비용이 발생하고, 클러스터 간 불균형이 클러스터 헤드에게 과부하를 유발한다. 따라서 본 논문은 이러한 문제점들을 해결하기 위해 추가적인 통신비용과 클러스터 불균형을 고려하는 새로운 클러스터 헤드 선정 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 실험결과를 통해 기존의 방법보다 에너지 측면에서 효율적임을 보여준다.
본 논문에서는 역진자 시스템과 이동로봇 시스템의 두 시스템으로 구성된 두 바퀴 구동 이동로봇의 구현 및 제어에 대해 논한다. 제어 목적은 균형을 유지하며 이동하는 것이다. 밸런싱 로봇은 한 점에서 회전이 가능하고 바닥으로 부터의 외란에 강건한 균형을 유지한다. 국부 및 전역 좌표계에서의 제어방식의 시뮬레이션을 수행하였다. 로봇이 대칭을 이루도록 만들어졌기 때문에 균형과 주행제어에 간단한 선형 제어기를 사용하였다. 기울어진 각도를 추출하기 위해 자이로와 기울기 센서를 융합하여 사용하였다. 주어진 원형 경로를 주행하는 실험을 수행하였다.
In this study rotordynamic characteristics of an air turbo-compressor (ATC) used in oxygen plant are analyzed and its operating-speed balancing is performed to solve the vibration trouble caused by rotor unbalance. Three dimensional model of the ATC rotor is completed and then analytical FE (finite element) model, which is verified by experimental modal testing, is developed. A rotordynamic analysis includes the critical map, Campbell diagram, and unbalance response, especially considering the pedestal housings supporting tilting pad bearings. A test run of operating-speed, using tilting-pad bearing of actual use, showed that the vibration level increased very sharply as approaching the rated speed. The operating-speed balancing specified by API 684 was carried out by using influence coefficient method. The results showed that the vibrations at the bearing pedestal housings represented good levels of 0.1 mm/s. From the test run and operating-speed balancing, the analytical results, that is, critical speeds are in good agreement with the test results and unbalance responses introducing the correction masses are similar to the as-is test responses in its aspect.
각종 산업 플랜트엣 입형펌프의 공진문제는 다른 기계에 비해 자주 발생한다. 이는 입형펌프가 구조 특성상 대개 지반에 비해 기초강성이 낮은 콘크리이트 슬래브(slab)위에 설치되는 경우가 많고, 외팔보 형태의 펌프 위에 무거운 전동기가 설치되어 무게 중심이 횡형펌프에 비해 높게 되기 때문에 대형 입형펌프 구조물의 고유진동수는 낮게 된다. 그리고, 일반 대형펌프의 회전주파수도 저속임에 따라 축계의 불평형가진력에 의한 공진문제가 빈번하게 발생된다. 대형 입형펌프가 설비가동에 있어서 최중요 기계(critical machine)인 경우가 대부분이므로 높은 진동을 유발시키는 공진은 공장 설비운전의 안정성에 큰 영향을 미친다. 입형펌프의 전동기가 아무리 밸런싱 상태가 좋고, 설치상태가 펌프 전동기제작사의 설치조건을 만족한다 하더라도 전도이가 펌프위에 설치되어 운전될 경우 공진이 발생하게 되면 과도한 진동이 일어나게 된다. 이때 전동기에 부하가 걸리지 않는 전동기 단독운전 상태에서도 높은 진동이 나타나기 때문에 운전자는 흔히 전동기자체의 문제로 판정하곤 한다. 이같은 현상은 보통 진동원인이 전동기에 있지 않고 펌프의 전동기대(motor stool)와 전동기 시스템의 리드 공진(reed resonance)에 의한 결과이다. 본 논문에서는 입형 펌프에서 리드공진의 확인방법과 대책작업에 대해 실제 사례를 통하여 논한다.
In designing assembly lines, it is required that the lines should not only meet the demand of the product, but also minimize the assembly cost associated with the line. For such a purpose, numerous research efforts have been made on either the assembly sequence generation or the assembly line balancing. However, the works dealing with both the research problems have been seldom reported in literature. When assembly sequences are generated without consideration of line balancing, additional cost may be incurred, because the sequences may not guarantee the minimum number of workstations. Therefore, it is essential to consider line balancing in the generation of cost-effective assembly sequences. To incorporate the two research problems into one, this paper treats a single-model and deterministic (SMD) assembly line balancing (ALB) problem, and proposes a new method for generating line-balanced robotic assembly sequences by using a simulated annealing. In this method, an energy function is derived in consideration of the satisfaction of assembly constraints, and the minimization of both the assembly cost and the idle time. Then, the energy function is iteratively minimized and occasionally perturbed by the simulated annealing. When no further change in energy occurs, an assembly sequence with consideration of line balancing is finally found. To show the effectiveness of the proposed scheme, a case study for an electrical relay is presented.
Conventional two-wheeled balancing robots are limited in terms of turning speed because they lack the lateral motion to compensate for the centrifugal force needed to stop rollover. In order to improve lateral stability, this paper suggests a two-wheeled balancing mobile platform equipped with a tilting mechanism to generate roll motions. In terms of static force analysis, it is shown that the two-body sliding type tilting method is more suitable for small-size mobile robots than the single-body type. For the mathematical modeling, the tilting-balancing platform is assumed as a 3D inverted pendulum and the four-degrees-of-freedom equation of motion is derived. In the velocity/posture control loop, the desired tilting angle is naturally determined according to the changes of forward velocity and steering yaw rate. The efficiency of the developed tilting type balancing mobile platform is validated through experimental results.
This first ISO/CD 7475 is a proposed revision of ISO 7475-1984, which specifies requirements for enclosures and other safety measures used to minimize mechanical hazards produced by the rotor in the measuring station of centrifugal (rotational) balancing machines. The hazards are associated with the operation of balancing machines under a variety of rotor and balancing conditions. This standard defines different classes of protection that enclosures and other protective features have to provide and describes the limits of applicability for each class of protection. At the meeting held at AFNOR in Paris in June 1999, ISO/TC 108/SC1/WG 12 agreed to prepare a first ISO Committee Draft (CD) and circulate to the member bodies for vote and comment by 3 March 2000 since publication as an International Standard requires approval by at least 75% of the member bodies casting a vote. The results of the ballot on this first ISO/CD 7475 was positive so that it will be prepared as an ISO/DIS (ISO/DIS 7475) and discussed in a meeting of ISO/TC 108/SC1 at BSI, London, u.K. in March 2000. Contents of this ISO/CD 7475 with some member comments accounted is briefly described in what follows.
본 논문에서는 두 바퀴 구동 이동로봇(이륜이동로봇)의 균형제어에 대해 논한다. 이륜이동로봇은 두 바퀴로 구동되며 균형을 유지하면서 목표점으로 이동하는 이동로봇이다. 선형제어기인 PD제어기로 균형을 유지할 수 있지만 강건한 제어를 위해서 비선형제어인 시간지연제어기를 사용하였다. PD제어기와 시간지연 제어기의 성능을 비교하기 위해 이륜이동로봇에 적용하여 실험하였다. 로봇의 각도를 위해 시간지연제어방식, 위치제어를 위한 시간지연제어방식, 그리고 각도와 위치 제어를 위한 시간지연제어 방식 등 3가지로 나누어서 실험을 시행하였다. 제어기의 이득값을 달리하며 실험을 통해 시스템의 성능을 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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