• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.235-244
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• 2014

This article introduces recent trends in RHC (Receding Horizon Control), also known as MPC (Model Predictive Control), that has been well recognized in industry and academy as a systematic approach for optimal design and constraint management. Constrained and robust RHCs will be briefly reviewed with milestone results. Among the diverse developments and achievements of RHCs, implementation issues will be focused on, together with the latest applications. In particular, this article introduces results on how to solve a finite horizon open-loop optimal control problem in an efficient way, together with code generation for real-time execution and easy implementation. Instead of traditional applications such as refineries and petrochemical plants, this article highlights some selected emerging applications, such as energy management systems and mechatronics, that have resulted from state-of-the-art high performance computing power and advanced numerical schemes.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.177-185
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• 2003

Current issues of receding horizon control scheme are reviewed. The basic idea of receding horizon control is presented first. For unconstrained and constrained systems, the results of closed-loop stability in receding horizon control are surveyed. We investigate the two categories of robustness of receding horizon control : stability robustness and performance robustness. The existing optimization algorithm to solve receding horizon control problem is briefly mentioned. It is shown that receding horizon control has been extended to nonlinear systems without losing good properties such as stability and robustness. Many industrial applications are reported along with extensive references related to receding horizon control.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.140-144
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• 2010

In the case of a linear time-varying system, it is difficult to apply the conventional stability conditions of RHC (Receding Horizon Control) to real physical systems because of computational complexity comes from time-varying system and backward Riccati equation. Therefore, in this study, a frozen time RHC for a linear discrete time-varying system is proposed. Since the proposed control law is obtained by time-invariant Riccati equation solved by forward iterations at each control time, its stability can be ensured by matrix inequality condition and the stability condition based on horizon for a time-invariant system, and they can be applied to real physical systems effectively in comparison with the conventional RHC.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제11권4호
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• pp.104-111
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• 2012

차량 이동환경에서 빈번하게 발생하는 핸드오버는 서비스 품질 저하의 주된 원인이다. 본 논문에서는 규칙적인 이동경로를 갖는 차량의 이동 패턴을 학습하여 핸드오버 제어를 수행함으로서 핸드오버 빈도를 줄이고, 체류 시간이 매우 짧거나 이동 가능성이 낮은 셀로의 핸드오버를 방지하는 연구를 수행하였다. 이를 위해, 차량의 이동 패턴을 Markov Chain으로 모델링하였으며, 각 셀에서의 체류시간과 평균 신호의 세기를 관찰하여 핸드오버 제어에 이용하였다. 제안한 이동성 관리 기법의 검증을 위해 4개의 서울 시내버스 노선에 대해 적용하였으며, 실험 결과 제안 기법이 기존의 핸드오버 기법보다 핸드오버 빈도를 줄일 수 있으며, 버스 왕복 구간 동안의 평균 처리율이 더 높음을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제19권1호
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• pp.16-24
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• 2000

본 논문에서는 긴 왕복 지연시간(round trip delay)이 시스템 성능의 주요 제한 요소로 작용하는 DS/CDMA 기반의 저궤도 이동 위성 시스템에서 가변 스텝사이즈(step size) 방식을 적용한 폐루프(closed loop) 전력제어방식의 성능분석을 수행하였다. 저궤도 위성 통신 채널은 지상의 이동통신 채널과는 근본적으로 다른 긴 왕복 지연 시간이나 앙각(elevation angle)과 같은 고유의 페이딩 효과를 반영하여야 하므로 ESA(Europe Space Agency)의 실측 된 데이터를 기반으로 하여 저궤도 이동통신 채널모델을 구현하였다. 통상적으로 저궤도 위성 시스템에서 위성을 통한 이동 단말기와 관문국사이의 왕복 지연시간은 10∼20ms이므로, 지상에서 사용되는 폐루프 전력제어의 효과는 극히 제한적이고 미미하므로 긴 왕복시간 이나 앙각에 따른 페이딩을 효과적으로 극복하기 위해서는 가변 스텝사이즈 조절방식을 적용한 적응적인 전력제어 방식이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 가변 스텝사이즈 조절 방식을 적용한 폐루프 전력제어 방식의 성능을 평가한 결과, 고정 스텝사이즈를 갖는 기존의 폐루프 전력제어 방식보다 왕복 지연시간과 앙각에 따른 신호 대 간섭비(signal to interference ratio; SIR)의 편차값이 현저히 감소됨을 확인하였다. 특히, 전력제어 명령을 측정하는 구간이 왕복 지연시간의 두 배정도가 가장 최적이라는 결론을 얻었다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제22권9호
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• pp.405-418
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• 2016

최근, 다중 구역의 교통 정보를 이용한 가변 속도 제한(VSL) 결정 방법이 연구되고 있다. 하지만 부정확한 VSL 시작 구간 및 거리 계산으로 더 심각한 정체현상을 유발하고 있다. 불안정한 VSL 시스템은 결국 도로의 정체 현상을 더 악화 시키고 결국 전체적인 교통 흐름의 악화로 발전될 수 있다. 본 논문은 다중 구간에서 안정적으로 동작할 수 있는 새로운 VSL 방법을 제안한다. 본 알고리즘은 가속도를 이용하여 정체 구간의 끝 부분으로 예상되는 예비 VSL 시작 구간(VSS)을 설정하고 정체 구간별 VSS를 선정한다. 선정된 VSS를 기준으로 VSL을 계산하고 정체구간으로 진입하는 차량을 통제한다. 제안하는 방법의 안정성 및 효율성 테스트를 위해 기존 시스템과 비교 실험을 진행한다. 실험을 통하여 제안하는 방법은 정확한 VSS 선정을 통해 기존 알고리즘의 문제점을 해결 하였고 총 이동시간이 1~2분 감소한 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5148-5154
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• 2012

본 논문은 포환던지기 여자 기록보유자의 실제 경기에서 포환과 신체 무게중심의 운동학적 특성을 분석하는데 있다. 이를 위해 2대의 비디오카메라를 이용하여 촬영 한 후, 3차원 영상분석을 위해 DLT 방법을 이용하였으며, 자료 분석을 위해 Kwon3D 프로그램을 이용하였다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 포환의 투사 속도와 투사 높이는 각각 13.73 m/s, 198.6 cm(신장비 119%)로 선행연구들과 비교했을 때, 최적의 수행을 한 것으로 판단되나 투사 각도는 $34^{\circ}$로 다소 작게 나타났다. 둘째, 신체 무게중심의 이동은 글라이드 구간에서 투사 방향으로의 이동이 필요하며, 딜리버리 구간에서 신체 무게중심의 상하 이동을 제어해야 한다. 셋째, 릴리즈 순간 신체 무게중심의 좌우방향과 상하방향의 흔들림 없이 정확한 타이밍에 포환이 투사되어야 한다.

• 대한교통학회지
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• 제23권4호
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• pp.71-79
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• 2005

단속류에서는 신호제어에 의한 정확한 통행시간 추정에 어려움이 많으므로 기존 교통정보 수집체계로부터 얻을 수 있는 자료를 가공하여 운전자 및 교통정보 이용자에게 보다 신뢰성 있는 정보를 제공하여야한다. 또한 시간의 변화에 따른 장래의 최적경로는 개별구간에 대한 장래의 구간속도를 예측해야만 가능하므로 과거의 원시자료만으로 나타나지 않는 교통류의 변동에 따른 도로의 소통상태가 반영되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 영상검지기 자료 및 AVI 자료의 특성을 효과적으로 통합하기 위해 영상검지기자료를 이용한 KHCM 방식의 추정법을 통해 링크별 통행특성을 파악하고, 이러한 특성비율을 보정계수로 적용하여 AVI에서 수집된 구간통행시간정보에 반영함으로써 보다 정확한 링크별 통행시간을 산출하는 데이터 융합기법을 도출하였고, 평가 결과(RMSE, EC 등) 또한 우수하였다. 이 기법을 이용한 링크별 통행시간정보는 운전자가 이동하고자 하는 구간이 AVI의 제공범위에 미치지 못하거나 넘어서는 경우, 원하는 총 통행구간의 시간정보를 예측할 수 있다는 의의를 지닌다. 또한 실제 차량은 시 공간적인 이동을 하기 때문에 동시간대의 링크통행시간을 이용한 정보는 실제 통행시간과 비교해 볼 때 상당한 시간처짐 (Time-lag)현상을 가져온다. 따라서, 시간주기별로 변화하는 차량의 시 공간적 이동을 고려한 다주기 예측의 개념을 도입하였으며, 칼만필터링을 활용한 다주기 예측모형의 평가결과(RMSE, EC등) 현실을 잘 반영하는 모형임이 증명되었다.

• 대한교통학회지
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• 제30권6호
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• pp.71-80
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• 2012

본 연구에서는 개별차량의 구간통행시간 정보를 이용한 독립교차로의 실시간 신호제어 알고리즘을 개발하였다. DSRC와 같이 개별차량의 ID와 검지시각 정보를 수집할 수 있는 검지체계를 적용하였으며, 개별차량의 통행시간 정보로 부터 도착교통류율, 지체, 적색시간 변화에 따른 지체 변화량을 산정하기 위한 모형을 정립하였다. 통행시간기반 신호제어 알고리즘은 교차로 지체를 최소화 시키기 위한 현시별 적색시간 변화량을 결정하며, 선형계획모형을 적용하여 신호시간의 최적화 과정을 수행한다. 알고리즘의 효과평가를 위해 CORSIM과 RUN TIME EXTENSION을 적용한 미시적 시뮬레이션 분석을 시행하였으며, 이동류의 포화상태를 확인하여 지체 최소화를 위한 신호시간이 산정됨을 확인하였다. 또한 Probe 차량의 비율에 따라 이동류의 지체추정 성능을 확인하였으며, 특정 시나리오에 한정된 결과이나 40% 이상 Probe 차량 비율이 확보되는 경우 효과적 신호제어가 가능함을 확인하였다. 최근 국내 교통관리분야에서는 하이패스, 첨단교통관리시스템(ATMS), 광역교통정보사업(UTIS) 등 개별차량의 구간정보를 수집할 수 있는 검지체계가 급격히 확산되고 있으며, 본 연구는 실시간 신호운영 분야에서 검지체계의 변화를 수용하기 위한 방안으로서 새로운 형태의 신호제어 방법론을 제시하였다는데 의의가 있겠다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.20-20
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• 2017

궤도형 차량의 이동구조는 에너지 소비 측면에서 단점이 있지만 접지압의 감소로 인한 평지 및 야지험지에서도 원활한 주행이 가능한 장점으로 인해 농업분야의 플랫폼에서 많이 사용된다. 곡식을 베는 일과 탈곡하는 일을 한 번에 하는 콤바인도 이러한 무한궤도형 이동구조를 사용한다. 또한 궤도형 차량의 방향전환 및 주행속도 변환은 좌 우 궤도의 회전 속도를 다르게 하여 동시에 제어하기 때문에 정교한 주행 성능을 위해서는 궤도형 차량의 기구학 모델을 고려한 경로 계획이 필요하다. 본 연구에서는 직교형 포장에서 Round harvesting 기법 기반으로 궤도형 차량의 기구학 모델 및 포장정보를 고려한 자율주행 콤바인 경로계획 알고리즘을 개발하고자 하였다. 이를 위해 Labview 기반의 궤도형 차량 시뮬레이션을 구축하여 실제 포장정보를 이용해 생성 된 경로의 적용 가능성을 구명하고자 하였다. 자율주행 콤바인 경로 계획은 콤바인의 길이, 너비, 회전 시 좌 우 궤도의 속도 비, 직진 속도와 회전 속도 비, 회전 각도, 포장의 외부 경계선, 작업 겹침 량, 회경 횟수를 이용하여 좌현 새머리 선회를 포함한 내부 왕복작업 경로를 생성하며 외부 회경 횟수는 2~3회를 가정하였다. 자율주행 시뮬레이션은 차체와 궤도 자체의 미끄러짐과 작동기 지연시간을 단순화 한 궤도형 기구학 모델형태로 구성하였다. 추종 알고리즘은 선견 거리법을 사용하였으며, 측면 변이값과 방향 오차의 선형조합을 이용하여 조향변수를 정의하고 퍼지로직기반으로 좌 우 궤도 속도를 7 단계화하여 조향장치를 모델링하였다. 실험결과 개발 된 경로생성 알고리즘은 실제 취득 된 포장 외부 경계 GPS 위 경도를 이용해 자동으로 생성이 가능하며 간략화 된 콤바인 시뮬레이션에서 직진주행 RMS 위치 오차는 0.05 m, 선회구간에서 직진 구간 진입 시 RMS 위치 오차는 0.11 m, 직진 구간 RMSE 방향 오차는 3.2 deg로 콤바인 예취부 간격인 30 cm보다 작은 위치 오차를 보이며 생성된 경로 전체 추종이 가능함을 나타내었다.