• 제목/요약/키워드: Data based PID control

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추진기의 영향을 고려한 무인잠수정의 적응학습제어 (An Adaptive Learning Controller for Underwater Vehicle with Thruster Dynamics)

  • 이원창
    • 수산해양기술연구
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    • 제33권4호
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    • pp.290-297
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    • 1997
  • Underwater robotic vehicles(URVs) are used for various work assignments such as pipe-lining, inspection, data collection, drill support, hydrography mapping, construction, maintenance and repairing of undersea equipment, etc. As the use of such vehicles increases the development of vehicles having greater autonomy becomes highly desirable. The vehicle control system is one of the most critic vehicle subsystems to increase autonomy of the vehicle. The vehicle dynamics is nonlinear and time-varying. Hydrodynamic coefficients are often difficult to accurately estimate. It was also observed by experiments that the effect of electrically powered thruster dynamics on the vehicle become significant at low speed or stationkeeping. The conventional linear controller with fixed gains based on the simplified vehicle dynamics, such as PID, may not be able to handle these properties and result in poor performance. Therefore, it is desirable to have a control system with the capability of learning and adapting to the changes in the vehicle dynamics and operating parameters and providing desired performance. This paper presents an adaptive and learning control system which estimates a new set of parameters defined as combinations of unknown bounded constants of system parameter matrices, rather than system parameters. The control system is described with the proof of stability and the effect of unmodeled thruster dynamics on a single thruster vehicle system is also investigated.

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슬롯 분사가 있는 후향계단 유동장 분석을 위한 초음속풍동 설계 (Design of Supersonic Wind Tunnel for Analysis of Flow over a Backward Facing Step with Slot Injection)

  • 김익태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.363-367
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    • 2016
  • 본 연구는 마하수 2.5의 초음속 영역에서 마하수 1.0의 슬롯 분사가 있는 후향계단 형상에 대한 유동장 특성을 분석하기 위하여 초음속풍동 시험부를 설계, 제작하였다. 비행체가 고속으로 움직일 때 공동 주위의 유동은 매우 복잡하여 수치해석 결과를 검증할 초음속풍동 시험 자료가 필요하기 때문에 기존의 2차원 대칭형 노즐을 아랫면이 평판인 비대칭형 노즐로 수정하였다. 특성곡선해법을 이용한 비점성 노즐을 설계하고, 시험을 통해 얻은 경계층 두께를 노즐에 반영하여 보정한 기법을 C 언어로 프로그래밍하여 얻은 결과를 수치해석 결과와 비교하여 검증하였다. 슬롯 분사 시 지속적인 유동장 변화 분석을 위한 초음속 유지시간 확보를 위해 저장탱크의 압력 변화에 따른 PID 제어프로그램 수정으로 초음속 유동 유지시간을 약 5초에서 약 6초로 1초 정도 연장하여 제어 효율을 향상하였고, 슬롯 분사가 있는 후향계단에서의 유동장 변화를 슐리렌장치로 가시화하여 복잡한 유동장 특성을 확인하였다. 향후 슬롯 분사의 속도와 유량, 유동장의 온도를 변화하여 공동에서의 막냉각 효과 분석을 위한 장비로 사용할 계획이다.

LabVIEW 기반 6축 수직다관절 로봇의 게인스케쥴링 구현 연구 (Gain Scheduling in a 6-Axis Articulated Robot Based on LabVIEW)

  • 김만수;정원지;김성빈
    • 한국생산제조학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.318-324
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    • 2014
  • Recent years have witnessed a growing demand for a wide variety of high-performance industrial robots. In this paper, for accurate gain tuning of a 6-axis articulated industrial robot with reduced noise, a program routine for a dynamic signal analyzer (DSA) using the frequency response method will be programmed using $LabVIEW^{(R)}$. Then, robot transfer functions can be obtained experimentally using the frequency response method with the DSA program. Data from the robot transfer functions are transformed into Bode plots, based on which an optimal gain tuning will be executed. Gain tuning can enhance the response quality of the output signal for a given input signal during real-time control of the robot. The effectiveness of our proposed technique will be verified by implementation with a (lab-manufactured) 6-axis articulated industrial robot (hereinafter called "RS2") and comparison with the zero position gain tuning, as well as other positions.

빌딩 에너지시스템 통합네트워크 구축에 관한 연구 (The Novel Configuration of Integrated Network for Building Energy System)

  • 홍원표
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.229-234
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    • 2008
  • The new millennium has started with several innovations driven by fast evolution of the technologies in energy sector. A strong impulse towards the diffusion of new economical efficient technologies regulatory incentives related to energy production from renewable source and a small scale building trigeneration and to promotion of more sustainable environmental-friendly generation solutions, the evolution of electricity markets, more and more binding local emission constraints, and the need for improving the security of supply to reduce the energy system vulnerability. The 24 percentage energy quantify of total energy consumption consumes in commercial buildings and residential houses and the 30% portion of total $CO_2$ emissions covers also in the commercial buildings and residential houses sector. To cope with efficiently this energy sinuation in building sector, Building microgrid or building tooling, heating & power(BCHP) system has been interested in recent day due to meeting thermal and electric energy requirements efficiently and with appropriate energy quality. A multi agent system is a collective of intelligent agents that communicate with each other and work cooperatively to achieve common goals. Also, it is to medicate and coordinate communication between Control Areas and Security Coordinators for teal-time control of the BCHP system and the power pid. In this new circumstance, it is very important to integrate the power and energy delivery system and the information system(communication, networks, and intelligent equipment) that controls it. Therefore, development of smart control modules with open communication protocol and seamlessly interchange the data and information between control network and data network including extranet and intranet give a great meanings. We designed and developed the TCP/IP-CAN IED agent modules and ModBus./LonTalk/(TCP/IP) IED agent ones to configure the multi-agent system based smart energy network of commercial buildings and also intelligent algorithms for inverter fault diagnostics which ran be operated in control level or agent level network.

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안드로이드에서 어플리케이션의 메모리 보호를 위한 연구 (A memory protection method for application programs on the Android operating system)

  • 김동율;문종섭
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.93-101
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    • 2016
  • 안드로이드 폰이 점점 대중화됨에 따라 많은 어플리케이션이 제작자의 이윤과 직결되는 데이터나 스마트 폰 사용자의 민감한 데이터를 다룬다. 이러한 중요 데이터는 당연히 보호받아야 하지만 안드로이드에서는 악의적인 사용자에 의해 조작되거나 공격자에 의해 유출될 수 있다. 이런 일이 발생하는 이유는 안드로이드의 근간인 리눅스의 디버깅 기능이 악용되기 때문이다. 리눅스의 디버깅 기능을 이용하면 다른 어플리케이션의 가상 메모리에 접근하는 것이 가능하다. 이 기능이 악용되는 것을 방지하기 위해선 해당 기능을 제공하는 주체인 리눅스의 커널에서 기존의 접근 제어를 더욱 강화해야 한다. 하지만 현재 이 기능은 안드로이드 환경의 특성을 반영하지 않은 채 기존의 리눅스와 동일한 접근 제어를 사용하고 있다. 이에 본 논문에서는 리눅스가 제공하는 다른 어플리케이션의 가상 메모리에 접근할 수 있는 기능을 분석하고, 분석 결과와 안드로이드 환경을 고려하여 스레드 그룹 ID를 검증하는 새로운 계층을 추가하는 방안을 제시한다. 이 방안을 적용함으로써 접근 제어를 더욱 강화할 수 있다. 실제로 본 논문이 제안한 방법이 접근 제어를 강화할 수 있는 지 확인하기 위해, 다른 어플리케이션의 메모리를 수정할 수 있는 메모리 조작 어플리케이션으로 자체 제작한 어플리케이션의 데이터 수정을 시도한다. 접근 제어를 강화하기 전에는 메모리 조작 어플리케이션이 자체 제작한 어플리케이션의 메모리에 있는 데이터를 수정할 수 있었지만, 접근 제어를 강화한 후에는 데이터 수정에 실패하는 것을 확인할 수 있다.

퍼지 방위각 추정기를 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇시스템의 개발 (Tracking Control of 3-Wheels Omni-Directional Mobile Robot Using Fuzzy Azimuth Estimator)

  • 김상대;김승우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.3873-3879
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    • 2010
  • 서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

곡률궤적을 이용한 실시간 이동하는 음원을 추종하는 모바일 로봇 (A Mobile Robot Estimating the Real-time Moving Sound Sources by using the Curvature Trajectory)

  • 한종호;박숙희;이동혁;노경욱;이장명
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.48-57
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    • 2014
  • It is suggested that the curvature trajectory be used to estimate the real-time moving sound sources and efficiently the robot estimating the sound sources. Since the target points of the real-time moving sound sources change, the mobile robot continuously estimates the changed target points. In such a case, the robot experiences a slip phenomenon due to the abnormal velocity and the changes of the navigating state. By selecting an appropriate curvature and navigating the robot gradually by using it, it is possible to enable the robot to reach the target points without having much trouble. In order to recognize the sound sources in real time, three microphones need to be organized in a straight form. Also, by applying the cross-correlation algorithm to the TDOA base, the signals can be analyzed. By using the analyzed data, the locations of the sound sources can be recognized. Based on such findings, the sound sources can be estimated. Even if the mobile robot is navigated by selecting the gradual curvature based on the changed target points, there could be errors caused by the inertia and the centrifugal force related to the velocity. As a result, it is possible to control the velocity of both wheels of the robot through the velocity PID controller in order to compensate for the slip phenomenon and minimize the estimated errors. In order to examine whether the suggested curvature trajectory is appropriate for estimating the sound sources, two mobile robots are arranged to carry out an actual experiment. The first robot is moved by discharging the sound sources, while the second robot recognizes and estimates the locations of the discharged sound sources in real time.

비선형 PID 제어기를 이용한 선박용 가스터빈 엔진의 속도 제어 (Speed Control of Marine Gas Turbine Engine using Nonlinear PID Controller)

  • 이윤형;소명옥
    • 한국항해항만학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.457-463
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    • 2015
  • 가스터빈 기관은 우주항공, 발전 플랜트뿐만 아니라 해상운송 분야에 사용되는 원동기로서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 그 구조가 복잡하고 연소과정에서 시간지연 요소가 포함되어 있어 가스터빈 기관을 잘 제어할려면 정교한 수학적 모델링이 필요하다. 본 논문에서는 가스터빈 기관의 주요 구성품인 가스발생기, PLA 액추에이터, 미터링 밸브에 대한 모델링 기법을 설명한다. 또한, 가스터빈 기관의 시운전 데이터를 기초로 몇 가지 정상상태 때의 동작점에서 서브모델을 구하고, 각 서브모델에 대해 비선형 비례적분미분 제어기를 설계하여 기관의 속도를 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 비선형 제어기는 비선형 함수로 구현되는 3가지 이득을 사용한다. 비선형 제어기의 파라미터는 제어시스템의 목적함수를 최소화하는 관점에서 실수코딩 유전자알고리즘으로 동조한다. 제안한 방법은 가스터빈 기관에 적용하고 시뮬레이션을 실시하여 그 유효성을 확인한다.