이 연구는 알고 있는 단일 주기를 갖는 정적 및 주기적 외란의 제거에 대해서 다룬다. 자기력 부상시스템에서 외란력을 능동적으로 제거하기 위해서는 제어 입력이 두 가지 다른 이득 값을 가져야 한다. 하나는 시스템의 안정적 제어를 위한 부분이고 다른 하나는 외부로부터 시스템에 영향을 미치는 외란력의 제거를 위한 부분이다. 본 논문에서는 평형 빔을 안정 적으로 제어하기 위해서 간단한 상태 궤환 제어기를 채용하며, 외부로부터 시스템에 영향을 미치는 외란 성분을 추정하기 위해서 선형 관측기를 채용한다. 또한 자속의 궤환에 의해서 구성된 제어 전류는 관측기에 의해서 관측된 외란력과 외란력을 억제하려는 전자석의 힘의 차로 나타나며 이들 관계는 선형성을 유지한다. 이 선형성은 본질적으로 비선형성을 갖고 있는 자기력 부상 시스템에 대한 수치 해석적 용이함을 제공하며 이 논문에서 다루는 정적 및 주기외란의 제거를 위해서 우수한 성능을 발휘한다. 모의시험 결과는 제안된 제어 기법에 의한 정적 및 주기적 외란의 제거를 입증한다.
The inverter circuit of brushless do moter(BLDCM) needs feedback diodes to protect the switching element from counterelectromotive force. In this paper, we describe the computational method of characteristic analysis of BLDCM with feedback diodes by using the FEM.
This paper discusses dynamic characteristics of motion of a pair of multi-degrees of freedom robot fingers executing grasp of a rigid object and controlling its orientation with the aid of rolling contacts. In particular, the discussions are focused on a problem of gain-tuning of sensory feedback signals proposed from the viewpoint of sensorymotor coordination, which consist of a feedforward term, a feedback term for controlling rotational moment of the object, and another term for controlling its rotational angle. It is found through computer simulations of the overall fingersobject dynamics subject to rolling contact constraints that some dynamic characteristics of torque-angular velocity relation may play an important role likely as reported by experimental results in muscle physiology and therefore selection of damping gains in angular velocity feedback depending on the guess of object mass is crucial. Finally, a guidance of gain-tuning in each feedback term is suggested and its validity is discussed by various computer simulations.
This paper addresses a feedback linearization control problem for the nonlinear dynamics of an underwater glider system. We consider the buoyancy and moment as control inputs, which come from the mass variation and elevator control, respectively. Moment-to-force coupling increases the nonlinearities, which make the controller design difficult. By using a feedback linearization technique, we convert the nonlinear underwater glider to an equivalent linear model and design a linear controller. The controller for the equivalent converted linear system is designed using sufficient conditions in terms of linear matrix inequalities. Then, the control input of the nonlinear model of an underwater glider is formulated from the linear control input. An experimental examination is implemented to verify the effectiveness of the proposed technique.
Purpose: The purpose of this study was to investigate the effects of a visual feedbackbased balance training, using force platform biofeedback, on the postural balance of elderly faller. Methods: Fifty one community-dwelling older adults (aged 66-88 years) with a recent history of fall participated in the study. Participants were randomized to an experimental group (EG, n=25) and to a control group (CG, n=26). The EG participated in training sessions three times/week for 6 weeks. Visual feedbackbased balance training with the a computerized force platform with visual feedback screen was used in the experimental group. Static balance (center of gravity) and dynamic balance (Functional reach test, Timed "Up & Go" test, Berg balance scale) were assessed before and after end of training. Results: A significant improvement in static balance and dynamic balance were demonstrated within the EG (p<.05), but not in the CG. Conclusion: Visual feedback-based balance training may be an effective intervention to improve postural balance of elderly fallers.
Objective: The purpose of this study is to investigate the impact of visual biofeedback methods utilizing pressure sensors on the static balance of stroke patients. Design: Randomized crossover study. Methods: A total of 27 patients with hemiparesis participated in this study. The following three feedback conditions were considered: condition 1 (Knowledge of performance feedback), condition 2 (Knowledge of result feedback), and condition 3 (None feedback). A force plate was used to measure static balance. The total sway length, average sway velocity, x-axis excursion, and y-axis excursion of the center of pressure were measured. One-way repeated-measures analysis of variance was employed for comparisons of variables between each condition. The statistical significance level was set at α = 0.05 for all analyses. Results: There was a significant difference in the static balance results between each feedback condition (p<0.05). In the post-hoc results, it was confirmed that the static balance was significant in the order of knowledge of performance feedback, knowledge of result feedback, and none feedback. Conclusions: When comparing the three conditions, it was observed that knowledge of performance feedback showed the most improved effect on static balance ability. As further research progresses, that this approach could be used as an effective intervention method in clinical settings.
본 논문은 무인차량 원격 제어 시 실재감과 안전성을 향상시키기 위한 기술 개발 내용을 설명한 것이다. 일반적으로 무인차량 원격 운용 장치의 경우 조이스틱 형태의 장치나 간이 조향 휠로 구성하는 것이 대부분이다. 또한 차량 또는 장비를 직접 운전하는 감성을 구현하거나 현재 주행 상황을 운용 장치로 피드백하지 않기 때문에 사용자 입장에서는 이질감을 느낄수밖에 없었다. 최근 무인화 연구가 활발해짐에 따라, 이질감과 함께 현재의 주행 상황을 운전자에게 피드백하지 않아 발생하는 위험까지 제기되었고, 이러한 문제점을 제거하기 위한 힘반향 햅틱제어 기술의 필요성이 대두되었다. 따라서 본 연구에서는 기존의 무인차량 운용 장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 차량의 주행 상태를 고려한 힘반향 햅틱제어 기술을 제시하였다. 고려되어진 차량 주행 상태는 첫째로 차체 옆미끄럼각(${\beta}$)과 요레이트(${\gamma}$)와 같이 상태변수와 차량 동적 거동을 나타내는 파라미터를 포함하며, 위험 구역 접근, 장애물에 의한 조향 제한 등을 나타낼 수 있는 파라미터를 포함한다. 또한 햅틱제어 기술은 크게 일반 주행 상황, 위험 구역 접근 상황, 장애물에 의한 조향 제한 상황, 제어권 전환 상황 별 알고리즘으로 구성되며, 각 상황 별 천이 과정이 자연스럽도록 알고리즘을 구성하였다. 이러한 알고리즘을 검증하기 위하여 차량동역학 해석 시뮬레이션 툴을 활용, CAN 통신으로 구성된 시뮬레이터 환경을 구축하였으며, 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가해봄으로써 실현 가능성 및 성능을 입증하였다.
본 논문은 보다 높은 실재감과 안전성을 확보하기 위한 무인차량 원격주행제어 환경 개발에 대한 내용을 설명한다. 주로 무인차량 원격주행제어를 위한 환경은 조이스틱 형태의 장치를 활용하여 조향과 가/감속이 가능하도록 개발되어 사용되었다. 그 외 일반 차량처럼 간이 조향-휠(steering-wheel)을 기반으로 개발된 시뮬레이터 환경도 있으나, 현재 주행 상황을 피드백하는 기술이 적용되어 있지 않거나 가/감속부를 포함하지 않는 것이 대부분이다. 피드백 기술이란 일반 차량을 직접 운전할 때 조향-휠과 가/감속 페달을 통해 느껴지는 현재 주행 상황을 시뮬레이터 환경에 구현하는 것을 의미한다. 이렇듯 무인차량 원격주행제어에 이질감을 감소시키는 피드백 기술 개발과 더불어 실재감을 높일 수 있는 시뮬레이터 환경 구축이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구를 통해 개발된 힘반향 햅틱제어 기술을 적용할 수 있는 시뮬레이터 환경을 구축하고 시뮬레이터 하드웨어의 최소 요구사양을 도출하는 연구를 수행하였다. 하드웨어 구성은 일반 차량과 유사한 조향-휠 모듈과 가/감속 페달 모듈로 구성하였으며, 조향부와 가/감속부 모두 피드백 기술을 적용할 수 있도록 별도의 액추에이터를 설치하였다. 또한 제어부 PC를 통해 두 가지 조작부에 피드백 명령을 전달할 수 있도록 CAN(controller area network) 통신 환경을 구성하였다. 이렇게 구성한 시뮬레이터 환경의 성능을 검증하기 위하여 기 개발된 힘반향 햅틱제어 알고리즘을 직접 적용하여 각 상황 별 알고리즘 동작을 평가하였다.
The Output feedback linear quadratic regulator control is applied to the design of active suspension system using 7 DOF full car model. The performance index reflects the vehicle vertical movement, pitch and roll motion, and minimization of suspension stroke displacements in the rattle space. The elements of gain matrix are approximately decoupled so that each suspension requires only local information to generate the control force. The simulation results indicates that the output feedback LQ controller is more effective than purely passive or full state feedback active LQ controllers in following the road profile at the low frequency range and suppressing the road disturbance at the high frequency ranges.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제4권5호
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pp.653-659
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2006
The design of $H_2$-optimal control with regional pole assignment via state feedback in linear time-invariant systems is investigated. The aim is to find a state feedback controller such that the closed-loop system has the desired eigenvalues lying in some desired stable regions and attenuates the disturbance between the output vector and the disturbance vector. Based on a proposed result of parametric eigenstructure assignment via state feedback in linear systems, the considered $H_2$-optimal control problem is changed into a minimization problem with certain constraints, and a simple and effective algorithm is proposed for this considered problem. A numerical example and its simulation results show the simplicity and effectiveness of this proposed algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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