• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.79-80
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• 2008

본 논문은 FPGA 기반에서 실수형 프로세서의 설계 및 구현에 대한 내용과 이를 이용하여 휴머노이드 로봇 팔의 위치제어를 위한 PD 제어기반의 신경회로망 제어기의 구현에 대한 내용이다. 설계된 프로세서는 명령어 기반의 처리를 통해 산술 연산 뿐만 아니라 로봇의 제어에 사용되는 외부 모듈의 사용이 가능하도록 설계하였으며, 신경회로망 구현에 사용되는 지수함수를 효율적으로 근사화하기 위한 Taylor series를 이용한 알고리즘을 하드웨어 레벨에서 구현하였다. 휴머노이드 로봇 팔의 위치 추종을 위해 고전적인 PD 제어기를 설계하고 PD 기반의 신경회로망 제어기를 설계하였다. 로봇 팔의 6축 제어를 위한 신경회로망 제어기에 요구되는 많은 연산을 감당하도록 하기 위해 설계된 프로세서를 통해 정의된 프로그래밍언어로 제어 프로그램을 작성하였다. PD 제어기와 PD 기반의 신경회로망 제어기를 하드웨어에 설계하여 로봇팔의 위치 추종을 실험하였으며 성능을 비교 검증하였다. 프로세서는 Altera의 Stratix II EP2S180 DSP development board에 구현되었으며 실험적으로 25MIPS의 성능을 가지는 것으로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1055-1057
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• 2002

산업이 발전할수록 정밀 위치제어 알고리즘에 대한 요구가 증가하고 있으며, 선형 전동기의 보급에 따라 1um 단위의 고급 위치 제어 알고리즘에 대한 중요성이 커지고 있다. 위치제어에 있어서 작업의 신속성 및 정밀도를 높이기 위해서는 제어의 오버슛 현상을 억제할 필요가 있으며, 현장에서 직접 활용이 가능하도록 하려면 보다 간단한 구조의 제어 알고리즘이 요구된다. 위치제어에서 가장 큰 문제는 전동기의 최대 속도 및 최대 전류 제한에 의한 비선형성이 위치의 과도한 오버슛으로 나타난다는 것이며, 기존의 고급 알고리즘에서는 미리 제공되는 S-커브 형태의 위치 명령 패턴을 사용하여 속도 및 전류 제한을 회피하고 있다. 본 연구에서는 고급 제어 알고리즘과 동일한 성능을 내면서 복잡한 패턴 생성기를 사용하지 않고도 실제 위치가 오버슛없이 부드러운 S-커브 형태로 목표값에 수렴하는 새로운 형태의 위치제어기를 제안한다. 제안된 제어기는 비교적 간단한 구조로 인하여 헌장 적용력이 매우 뛰어나며, 이득 설정이 간편하다는 장점을 지니고 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.18-20
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• 2018

본 논문에서는 위치-속도 모드전환 제어기를 제안하고 이 제어기를 활용한 운동범위 제약을 가진 기계의 연착륙 방법을 제시한다. EGR 밸브와 같은 기계제품들은 이동할 수 있는 범위를 가지며 범위 내에서 위치를 제어한다. 위치제어 중 양끝 위치로 이동시 기계는 빠른 속도로 충돌할 수 있다. 속도가 빠르면 빠를수록 충돌 시, 충격력이 커지며, 충격력으로 기구물은 빠르게 마모되고 수명을 단축시킬 수 있다. 따라서 양끝 위치 이동 시, 일시적으로 속도를 제어할 수 있는 제어기가 필요하다. 제안된 위치-속도 모드전환제어기는 Hanus Scheme을 사용하여 모드전환 시, 범프효과로 인한 부작용을 감소시켰으며, 모드전환 이후 모드 전환된 제어기의 지령을 빠르게 추종한다. 마지막으로, EGR 밸브 양끝 위치 학습알고리즘에 적용시켜 시험하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권3호
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• pp.72-83
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• 2000

본 논문에서는 리칭모드 제어기와 신경 회로망을 이용하여 3상 유도전동기의 위치제어 시스템을 구현한다. 리칭모드 제어기는 위치오차와 속도오차의 궤적을 슬라이딩 평면으로 들어가도록 하고 신경회로망의 초기학습을 담당한다. 리칭모드 제어기의 구조는 슬라이딩 평면의 스위칭 함수로부터 간단히 구성하였다. 또한, 신경 회로망은 전향경로 신경망으로 구성되며 비선형 매핑능력과 탁월한 학습능력을 이용하여 유도전동기의 등가제어입력을 학습하도록 하였고 신경 회로망의 입력으로는 모터의 기준속도, 기준위치 및 엔코더를 이용하여 측정된 모터의 실제속도와 위치 등을 이용하였고 온라인 상태로 학습되도록 하였다. 이와 같이 복합적으로 구성된 제어기들을 유도전동기의 위치제어 시스템에 적용하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘의 타당성을 보이기 위해 기존의 PI 제어기와 비교평가를 하였으며 시뮬레이션과 실험결과로부터 초기운전 상태에서는 리칭모드 제어기가 주로 제어를 담당하지만 시간이 지남에 따라 신경회로망이 학습되어 신경 회로망이 주 제어기가 됨을 확인하였다. 아울러, 제안된 제어기가 PI 제어기보다 우수하고 특히 부하변동과 같은 외란에 강인함을 알 수 있었으며, 정상상태 오차가 현저히 감소하여 정밀한 제어가 가능함을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.129-137
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• 2010

이 논문에서는 압전작동기를 이용하여 유연 보 구조물의 위치추적제어를 실험적으로 고찰하였다. 작동기의 히스테리시스 특성을 보상하기 위한 앞먹임 보상기와 PID 되먹임 제어기를 함께 구성하여 정밀한 위치 추적제어를 수행할 수 있도록 하였다. 히스테리시스 보상기는 압전작동기의 예측 변위를 바탕으로 한 프라이작 모델을 사용하여 구성하였다. 히스테리시스 보상기의 유무에 따른 PID 되먹임 제어의 성능을 조화가진과 랜덤 가진 실험을 통하여 평가하였으며, 보상기와 되먹임 제어기를 함께 사용하였을 때, 우수한 위치추적제어 성능을 가지는 것을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.514-516
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• 2005

압전 구동기(Piezo actuator)는 수 나노미터 수준의 위치정밀도와 고분해능을 가지고 있으나 비선형 특성인 히스테리시스(Hysteresis)는 정상상태에서 위치 오차를 발생하는 주요 원인이 된다. 현재까지 히스테리시스를 보상하기 위해 피 프 포워드 제어 방법, Pl 제어 방법, $H_{\infty}$제어 방법 등이 연구되어 왔지만 저주파 대역의 외란(disturbance)까지 고려하여 시스 템을 주파수 영역에서 설계, 분석하는 방법에 대한 연구는 미흡하였다. 본 논문은 압전 구동기의 위치 제어를 위한 제어기의 설계와 이를 주파수 영역에서 분석하는 내용을 다룬다. 제어기의 설계는 히스테리시스를 보상하기 위해 극점 배치 방법과 외란 관측기(Disturbance observer)를 기본으로 하였으며 적분제어를 적용하여 시스템 민감도(sensitivity)를 개선하였다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 설계한 제어기가 히스데리시스에 대한 보상과 민감도의 개선에 효율적임을 검증하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제9권2호
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• pp.175-185
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• 1995

본 논문은 불확실한 환경에 접촉하는 매니플레이터의 강인 제어법을 제시하였다. 이 제어법은 고차수 보상기를 응용한 표적특성에 $H_{\infty}$ 강인제어 설계법을 적용하여 얻어졌다. 접촉중의 위치와 힘에 대한 강인 안정성과 강인 성능 조건을 유도하였다. 결과에 의하면, 위치제어기는 강인 안정성과 강인 성능 조건을 동시에 향상시킬 수 있으나, 힘 제어기는 그 둘 사이에 최적화가 요구되었다. 강인 성능 제어기를 얻기 위한 최적화 설계기법은 변형 해석 기법을 사용하였으며, 결과의 예를 제시하였다. 이 예에서는 힘제어기의 강인 성능이 설계될 수 있음을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 G
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• pp.2869-2871
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• 1999

본 연구는 포항제철 STS 냉연공장의 형상 제어에 관한 것이다 당사의 냉간 압연기는 Sendzimir mill로서 상하 롤(Roll)이 10단씩 구성된 20단 압연기이다. 본 압연기에 의한 575 냉연강판의 형상제어는 현재 조업자의 수동운전으로 구동되고 있으며 구동기는 AS_U Roll 8 개와 Intermediate Roll 2 개의 10 개로 구성되어 있다. 구동기의 특성은 solenoid 형태와 유압식으로서 응답성이 빠르지 뭇하다. 본 연구는 위와 같은 특성을 지닌 냉간 압연기를 가지고 퍼지 제어에 의한 자동제어의 구현에 관한 것이다. 본 연구에 사용된 퍼지 제어기는 형상 강판의 두께 Roll 속도, AS_U Roll과 IMR의 현 위치 강종 강판의 폭, 강판의 장력 등의 입력을 고려하여 제어기의 출력인 AS_U Roll 8 개의 위치 값과 IMR 2 개의 위치 값을 결정한다. 현재 실 프로세서에 적용중이며 형상제어 정도가 양호하다. 본 연구의 효과는 형상제어의 자동화 및 형상 정도 향상을 통한 조업 안정화에 있다.

• 전자통신동향분석
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• 제10권1호통권35호
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• pp.59-68
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• 1995

다른 산업공정에서 사용하는 제어기보다 더 빠르고 정밀한 위치 제어가 필요한 선형 DC모터 제어기에 비례 제어와 퍼지 제어의 모의 실험을 통하여 위치응답특성을 비교하고 위치 제어계에 대한 퍼지제어알고리즘의 적용 가능성을 기술하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권11호
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• pp.208-217
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• 1998

본 연구에서는 ER 브레이크와 ER클러치를 피드백작동기로 사용하여 이송테이블의 위치 추적제어를 수행하였다. 이를 위해 먼저 아라빅 검(arabic gum)계통의 ER유체를 자체조성한 후 전기장에 대한 빙햄(Bingham)모델을 실험적으로 도출하였다. 빙햄모델에 근거하여 평판형의 ER브레이크와 실린더형의 ER클러치를 설계 제작하였으며, 계단입력(step input)전기장에 따른 출력토오크특성을 통하여 이들 작동기의 동적모델을 얻었다. 이들 작동기와 연계된 이송테이블시스템의 운동지배방정식을 유도한 후 위치추적제어를 위한 슬라이딩모드제어기를 설계하였다. 제어기 설계시 이송해이블의 부하질량 변화에 대한 시스템 불확실성과 마찰력을 고려하여 제어성능의 강건성을 보장하도록 하였다. 제안된 제어시스템의 제어영역(control bandwidth)을 주파수 영역에서 고찰한 후 여러 레적에 대한 위치추적제어 실험을 수행하였다.