• 제목/요약/키워드: 2-DOF system

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축소 의사역행렬을 이용한 영역분할 기반 축소모델 구축기법 연구 (Reduction Method based on Sub-domain Structure using Reduced Pseudo Inverse Method)

  • 김현기;조맹효
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.173-179
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    • 2009
  • 축소시스템은 반복적인 계산이 요구되는 문제에서 매우 유용하게 적용될 수 있는 해석 기법이다. 최근에는 영역분할 기법과의 연동을 통해 축소시스템의 효율성이 향상되었다. 그러나 전체 도메인이 몇 개의 영역으로 분할될 때 구속조건이 부과되지 않는 영역이 만들어지게 된다. 각 부영역에서 축소시스템을 구축하기 위해서는 주자유도가 선정되어야 하고, 이를 위해서는 리츠벡터를 추출해야 한다. 리츠벡터 계산은 구속조건이 부과된 부영역에서는 일반적인 정적해석을 통해 가능하나, 경계조건이 부과되지 않은 부영역에서는 의사역행렬을 이용해야 한다. 일반적으로 의사역행렬의 사용은 상당한 계산시간과 전산자원을 필요로 하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이 문제점을 개선하기 위해 축소 의사역행렬 도입을 제안한다. 이 방법은 정적 축소방법을 기초로 축소 의사역행렬을 구축하여 축소된 리츠벡터 정보를 추출하고, 변환관계를 통해 전체 리츠벡터 정보를 구한다. 수치예제에서는 일반적인 의사역행렬 계산시간 및 고유치 해석 결과의 비교를 통해 제안방법의 효율성과 신뢰성을 검증한다.

$H_2$ 제어 기법을 이용한 Decoupling 제어기 설계 ($H_2$ controller Design of Decoupled Multivariable Feedback Control Systems)

  • 최군호;조용석;박기헌
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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    • pp.460-462
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    • 1998
  • In this study, we deal with a multivariable system which its input and output are coupled. This study presents a method for designing a controller which allows a coupled system to be transformed to a decoupled system in a standard model adopting 2DOF controller. And Wiener-Hopf($H_2$) approach is used so that the designed controller can minimize given cost function.

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A Study on a Human-Oriented Compensator for the Human-Machine System

  • Ohtsuka, Hirofumi;Shibasato, Koki;Uemura, Hirofumi;Kawaji, Shigeyasu
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.657-662
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    • 2003
  • A mechanical system controlled by human operator, such as master-slave system, includes human dynamics in the whole system and such a system is called a human-machine system. In the system, operator's skill is required considerably in order to realize a meaningful operation. In this paper, a new concept and design strategy of compensator that improves the operativity of human-machine system are proposed. The compensator is called "collaborater "that is named after "collaborator" who works together with people. We mean not to design the automatic controller but the compensator that works together with a machine so that human feels the fulfillment in the operation. Our aim is to realize cooperation of people and a machine on a higher level.

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주파수 형태의 성능지수를 고려한 능동형 현가장치 제어 (Actrve Suspension Control using aFrequency-Shaped Performance Index)

  • 김희수;기창두;황원걸
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.299-304
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    • 1993
  • A 1/4 car model(2 DOF system) is employed to evaluate the performance included a quadratic cost functional in frequency domain. The design procedure of feedback control to optimize the performance index results in a modified Linear-Quadratic-Gaussian problem and cultivates a quite simple control algorithm. Computer simulation result is shown that the LQG method using frequency shaped performance index is outstanding in ride comfort and its response converges to the steady state very rapidly in comparison with the known passive suspension, classical design methods LQR/ and LQG.

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State Feedback Control by Adaptive Observer for Plants with Unknown Disturbance

  • Araki, Kazutoshi;Michino, Ryuji;Mizumoto, Ikuro;Iwai, Zenta;Makino, Tomoya
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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    • pp.48.3-48
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    • 2002
  • 1) Linear state feedback control design problem for plant with unknown deterministic disturbance is considered and a method to realize state feedback by using adaptive observer which estimates the unknown disturbance simultaneously is proposed. 2) From the viewpoint of practical application, we propose an extended adaptive observer with direct plant path from input to output, which is necessary to use the acceleration type sensors as plant output. 3) Theoretical result is confirmed by numerical simulation of 1-DOF vibration control system.

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동적 신경망에 기초한 불확실한 로봇 시스템의 적응 최적 학습제어기 (DNN-Based Adaptive Optimal Learning Controller for Uncertain Robot Systems)

  • 정재욱;국태용;이택종
    • 전자공학회논문지S
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    • 제34S권6호
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    • pp.1-10
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    • 1997
  • This paper presents an adaptive optimal learning controller for uncertian robot systems which makes use fo simple DNN(dynamic neural network) units to estimate uncertain parameters and learn the unknown desired optimal input. With the aid of a lyapunov function, it is shown that all that error signals in the system are bounded and the robot trajectory converges to the desired one globally exponentially. The effectiveness of the proposed controller is hsown by applying the controller to a 2-DOF robot manipulator.

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범용 로봇팔과 모듈러 햅틱 컨트롤러를 사용한 수술 로봇 시스템 개발 (Development of a Robotic Surgery System using General Purpose Robotic Arm and Modular Haptic Controller)

  • 이재봉;진상록;이승준
    • 로봇학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.131-138
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    • 2020
  • This paper proposes a low-cost robotic surgery system composed of a general purpose robotic arm, an interface for daVinci surgical robot tools and a modular haptic controller utilizing smart actuators. The 7 degree of freedom (DOF) haptic controller is suspended in the air using the gravity compensation, and the 3D position and orientation of the controller endpoint is calculated from the joint readings and the forward kinematics of the haptic controller. Then the joint angles for a general purpose robotic arm is calculated using the analytic inverse kinematics so that that the tooltip reaches the target position through a small incision. Finally, the surgical tool wrist joints angles are calculated to make the tooltip correctly face the desired orientation. The suggested system is implemented and validated using the physical UR5e robotic arm.

Design and the characteristic analysis of experimental system for automatic control education

  • Kim, Dong-Hwa
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.350-350
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    • 2000
  • Since the heat exchange system, such as the boiler of power plant, gas turbine, and radiator require a high rate heat efficiency and the efficiency of these systems is depended on the control methods. However, it is important f3r operator to understand control system of these systems. In order to properly apply control equipment to these process control systems, such as boiler, any other heat process, or process control system it is necessary to understand the basic aspects and operation principle of the process that relate control, interrelationships of the process characteristics, and the dynamics that are involved. Generally, PID controllers are used in these systems but it is difficult for engineer to understand the complex dynamics and the tuning method because of the coupling action and disturbance in the system loop. In this paper, we design an effective experimental system fur automatic control education and analyze its characteristics through experimental system and industrial plant control software to study how they can team automatic control system by experiments.

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4자유도 모션이 가능한 복합 무대 시스템 개발 (Development of the Multi-stage System with 4 DOF)

  • 이상원;원대희;이설희
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.18-26
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    • 2015
  • 본 논문에서는 다양한 무대연출이 가능한 전(Omni)방향 이동무대와 수직 상승 무대로 구성된 복합형 무대 시스템의 설계 및 제어 방법에 대해 제안하였다. 복합 무대 시스템은 전후/좌우/회전 등 3 자유도 모션의 이동무대와 1 자유도 상/하 모션의 상승 무대 등 총 4 자유도 동작이 가능하도록 개발 되었다. 이동무대는 2개의 구동 휠과 조향 휠 구조로 설계하여 기존 차동 방식의 이동무대에 비해 기동성을 높였으며, 상승무대는 전고대비 수식 상승비가 10배 이상 가능하도록 맞물림 방식의 구조로 설계하였다. 또한, 공연연출에 필요한 모션 구현을 위해 경로계획 방법과 계획된 경로를 추종하기 위한 제어방법에 대해서도 제안하였다. 그리고 복합형 무대 시스템의 수평 이동 및 수식 상승 등 복합 모션 실험을 통해 그 성능을 검증하였으며, 공연 공간 디자인 도록을 제시하여 개발된 시스템이 공연에서 다양한 연출에 활용이 가능함을 보였다.

동흡진기 적용을 통한 원전기기의 내진성능향상에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Improvement in Seismic Performance of Nuclear Components by Applying Dynamic Absorber)

  • 곽신영;곽진성;이환호;오진호;구경회
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.17-27
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    • 2019
  • 본 논문에서는 지진 하중 하에서 파이핑 시스템의 내진성능향상을 위하여 TMD의 적용성을 검토하였다. 이를 위하여 대상 파이프라인의 모드해석을 수행하였고, 이 중 방향별 질량참여율이 비교적 큰 1, 2 및 4번째 모드를 TMD 설치 위치로 선정하였다. 선정된 위치에 TMD 설계를 위하여 각각의 해당 모드를 단자유도 감쇠모델로 치환하고, TMD를 단자유도 감쇠모델로 고려하여 해당 파이프라인을 2자유도 시스템으로 변환하였다. 다음으로, 조화 지반 가진을 받는 변환된 2자유도 시스템의 응답증폭계수를 최소화할 수 있는 TMD의 강성 및 감쇠계수 값을 GA 최적화 방법을 통해 도출하였다. 이렇게 도출된 TMD 최적 설계 값을 파이프라인 수치모델에 적용하여 TMD 설치 유무에 따른 내진성능을 분석하였다. 수치해석 결과, TMD 설치 구간 배관부에서 방향 별 가속도 응답이 18%~51% 가량 감소함을 확인할 수 있었다. 배관부에 발생할 수 있는 최대 수직응력의 크기는 TMD 설치로 인하여 41%의 응력 감소가 있음을 확인할 수 있었다. 파이프라인 시스템의 최하단 앵커지점의 방향 별 반력은 원래의 최대 반력 세기에서 각각 37%, 34%, 43% 감소됨을 확인할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 향후 목표로 하는 원전의 주요 파이핑 시스템의 내진성능향상과 관련한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.