• 한국항공우주학회지
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• 제48권3호
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• pp.175-185
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• 2020

유도무기는 원통형 형상에서 기인한 기하학적 특성으로 6자유도 공력계수에 물리적 구배 조건을 내포하게 된다. 본 연구는 부가적으로 주어진 물리적 구배 정보를 공력계수 모형화에서 효과적으로 이용할 목적으로 구배 보강 가우스 과정을 사용하였다. 물리적 구배 정보를 활용한 공력계수 예측의 정확성을 살펴보기 위해, 가우스 과정에 기초한 공력계수 예측 모형을 구배 정보의 유무에 따라 각각 구성한 후 서로의 예측 정확도를 비교·분석하였다. 그 결과, 물리적 구배 정보를 고려한 공력계수 예측은 부여된 구배 조건을 정확히 만족하였을 뿐만 아니라 그렇지 않은 모형에 비해 예측 정확도가 더 우수함을 확인하였다. 다만, 구배 보강 가우스 과정으로는 물리적 구배 정보를 연속적으로 부여할 수 없으며 추가된 구배 정보로 인해 공력계수 예측 모형 구성에 요구되는 표본수가 증가하는 단점도 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권5호
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• pp.347-352
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• 2004

파도에 의한 힘과 모멘트는 운항하는 선박에 운동을 발생시킨다. 이러한 운동은 승무원의 작업 능률 저하, 화물의 안전 및 승선감 등에 영향을 주게 되어 안전 운항 저해 요소가 되므로 파도에 의학 운동이 큰 선박들은 자세제어장비(anti-rolling devices)의 장착이 요구된다. 본 연구에서는 수 능동의 이동질량안정기(moving weight stabilizer), 감요탱크(anti-rolling tank), 핀스태빌라이저(fin stabilizer)와 같은 자세제어장비의 동적 거동을 수학적으로 모델링 하였다 기존에는 자세제어장비의 운동을 선박의 횡동요에만 고려한 반면, 본 연구에서는 선박의 6자유도 운동을 모두 고려하여 복합운동방정식을 정립하였다. 마지막으로 자세제어장비를 장착한 선박의 파중 운동 계산 프로그램을 작성하여 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-7
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• 2003

Autonomous underwater vehicles (AUVs) are unmanned, underwater vessels that are used to investigate sea environments in the study of oceanography. Docking systems are required to increase the capability of the AUVs, to recharge the batteries, and to transmit data in real time for specific underwater works, such as repented jobs at sea bed. This paper presents a visual :em control system used to dock an AUV into an underwater station. A camera mounted at the now center of the AUV is used to guide the AUV into dock. To create the visual servo control system, this paper derives an optical flow model of a camera, where the projected motions of the image plane are described with the rotational and translational velocities of the AUV. This paper combines the optical flow equation of the camera with the AUVs equation of motion, and deriver a state equation for the visual servo AUV. Further, this paper proposes a discrete-time MIMO controller, minimizing a cost function. The control inputs of the AUV are automatically generated with the projected target position on the CCD plane of the camera and with the AUVs motion. To demonstrate the effectiveness of the modeling and the control law of the visual servo AUV simulations on docking the AUV to a target station are performed with the 6-dof nonlinear equations of REMUS AUV and a CCD camera.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제1권4호
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• pp.192-197
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• 2011

This paper describes the mathematical modeling, control algorithm, system design, hardware implementation and experimental test of a Manta-type Unmanned Underwater Vehicle (MUUV). The vehicle has one thruster for longitudinal propulsion, one rudder for heading angle control and two elevators for depth control. It is equipped with a pressure sensor for measuring water depth and Doppler Velocity Log for measuring position and angle. The vehicle is controlled by an on-board PC, which runs with the Windows XP operating system. The dynamic model of 6DOF is derived including the hydrodynamic forces and moments acting on the vehicle, while the hydrodynamic coefficients related to the forces and moments are obtained from experiments or estimated numerically. We also utilized the values obtained from PMM (Planar Motion Mechanism) tests found in the previous publications for numerical simulations. Various controllers such as PID, Sliding mode, Fuzzy and $H{\infty}$ are designed for depth and heading angle control in order to compare the performance of each controller based on simulation. In addition, experimental tests are carried out in a towing tank for depth keeping and heading angle tracking.

• 한국해양공학회지
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• 제28권5호
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• pp.466-473
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• 2014

Underwater gliders do not have any external propulsion systems that can generate and control their motion. Generally, underwater gliders would obtain a propulsive force through the lift force generated on the body by a fluid. Underwater gliders should be equipped with mechanisms that can induce heave and pitch motions. In this study, an inner movable and rotatable mass mechanism was proposed to generate the pitch and roll motions of an underwater glider. In addition, a buoyancy control unit was presented to adjust the displacement of the underwater glider. The buoyancy control unit could generate the heave motion of the underwater glider. In order to analyze the underwater dynamic behavior of this system, nonlinear 6-DOF dynamic equations that included mathematical models of the inner movable mass and buoyancy control unit were derived. Only kinematic characteristics such as the location of the inner movable mass and the piston position of the buoyancy control unit were considered because the velocities of these systems are very slow. The effectiveness of the proposed dynamic modeling was verified through sawtooth and spiraling motion simulations.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권4호
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• pp.305-316
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• 2014

항공전자 장비들의 급속한 발전으로 인해 무인항공기의 크기가 소형화 되고 있으나, 무인항공기에 대해 주어지는 임무는 더욱 정확하고 복잡해지고 있다. 정지비행이 가능하고, 간단한 기계적 메커니즘을 가진 쿼드로터는 이 같은 환경에서 활동도가 점차 증가하고 있다. 그러나 쿼드로터는 구조 특성에 따라 출력의 개수보다 입력의 개수가 작은 under actuated 시스템이므로, 쿼드로터 제어에 큰 제약이 따른다. 본 논문에서는 이와 같은 쿼드로터의 단점을 해결하기 위해서 4개의 원동기 외에 2개의 추가적인 원동기를 더 부착한 모델을 제안하여, 입력의 개수와 출력의 개수가 같은 fully actuated 시스템을 구현하도록 한다. 제안한 쿼드로터 모델의 제어기를 설계하기 위해 궤환선형화 기법을 적용하였다. 수치 시뮬레이션을 수행하여 제안한 모델과 설계된 제어기의 성능을 검증하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.35-45
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• 2006

본 논문에서는 휴대용 회전 유도탄 체계의 모델링과 성능분석에 사용할 수 있는 실시간 병렬처리 시뮬레이터 개발에 대하여 기술한다. 실시간 병렬처리 시뮬레이터는 항공기의 적외선 형상을 만드는 탐색기 에뮬레이터, 실시간 컴퓨터, 시스템 유닛. 유도 조종 장치 및 탐색기 프로세서 등과 같은 하드웨어 실물장치와 실시간 컴퓨터에 내장된 수학적 모델, 6 자유도 모델 및 공력 모델 등을 구현한 응용 소프트웨어 및 호스트 컴퓨터에 내장된 사용자 프로그램 등으로 구성되었다. 실시간 컴퓨터는 병렬로 연결된 여섯 개의 TI사 C-40 프로세서로 설계되었으며, 기계적 장치와 결합된 아날로그 전자회로를 이용하여 탐색기 에뮬레이터를 설계하였다. 시스템 유닛은 구성 요소간의 임피던스 정합 기능과 미세 신호를 처리하며, 시뮬레이터와 실물 유도탄 발사 장치의 연결이 가능하다. 개발된 실시간 병렬처리 시뮬레이터를 휴대용 회전 유도탄의 성능분석 장치로 사용하기 위하여 현장실험을 통한 결과 검증시험을 수행하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.388-394
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• 2003

밀폐 및 차폐 공간을 갖는 핫셀에서 사용후핵연료와 같은 고방사선 물질을 취급하고 있으며, 핵주기시설에서 마스터-슬레이브 매니퓰레이터는 원격취급장비로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 차세대관리공정의 디지털 목업을 구축하고 원격유지보수를 위한 매니퓰레이터의 작업영역 및 작업분석을 수행하였다. 실제 환경과 동일한 가상 작업환경을 갖는 디지털 목업은 3차원 그래픽으로 모델링 된 공정장치 및 원격 취급장비들로 구성된다. 모델링 된 매니퓰레이터는 기구학 및 동작범위에 대한 속성을 부여되고 외부 입력장치는 space ball을 사용하여 매니퓰레이터의 동작을 구현하였다. 또한, Tele-operation 인터페이스를 사용하여 6축 외부 입력장치와 연계한 시스템을 개발하였으며 외부 입력에 따른 매니퓰레이터의 동작에 대한 동기는 만족할 만한 응답을 보였다. 이는 가상환경에서 작업자 교육을 위한 시스템 개발에 유용할 것이다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제5권1호
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• pp.22-27
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• 2004

밀폐 및 차폐 공간을 갖는 핫셀에서 사용후핵연료와 같은 고방사선 물질을 취급하고 있으며, 핵주기시설에서 마스터-슬레이브 매니퓰레이터는 원격취급장비로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 차세대관리공정의 디지털 목업을 구축하고 원격유지보수를 위한 매니퓰레이터의 작업영역 및 작업분석을 수행하였다. 실제 환경과 동일한 가상 작업환경을 갖는 디지털 목업은 3차원 그래픽으로 모델링된 공정장치 및 원격 취급장비들로 구성된다. 모델링된 매니퓰레이터는 기구학 및 동작범위에 대한 속성을 부여되고 외부 입력장치는 space ball을 사용하여 매니퓰레이터의 동작을 구현하였다. 또한 Tele-operation 인터페이스를 사용하여 6축 외부 입력장치와 연계한 시스템을 개발하였으며 외부 입력에 따른 매니퓰레이터의 동작에 대한 동기는 만족할 만한 응답을 보였다. 이는 가상환경에서 작업자 교육을 위한 시스템 개발에 유용할 것이다.

• 농업생명과학연구
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• 제52권6호
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• pp.127-138
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• 2018

본 연구에서는 국내에서 주로 사용되는 채소 정식기를 대상으로 전체적인 작동 특성을 분석하였다. 식부장치 거동에 영향을 주는 주요 구성요소 및 동력전달경로를 파악하였으며, 식부장치의 링크 구조를 기구적으로 분석하고 3D모델링 및 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 바탕으로 식부호퍼 극하단점의 궤적을 분석하였다. 또한 엔진회전속도 및 식부변속단수 변화에 따른 주간거리를 도출하고 필드시험을 통해 검증하였다. 주요 결과로써, 식부장치는 10개의 링크와 13개의 회전 조인트로 구성된 1 자유도의 기구이며 각 부분들은 4절 링크식으로 구성되어 있었다. 링크장치의 거동에 의해 식부호퍼는 일정한 자세를 유지하면서 연직 방향으로 묘를 심어준다. 동력은 엔진을 통해 주행부 및 식부로 전달되었으며 식부장치의 최대 및 최소 주간거리는 각각 428.97mm, 261.20mm로 나타났다.