• 제목/요약/키워드: Laws of Motion

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병렬형 모션 시뮬레이터의 기구학적 해석과 강인 궤적추종 PID 제어기의 설계 (Kinematics and Robust PID Trajectory Tracking Control of Parallel Motion Simulator)

  • 홍성일
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.161-172
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    • 2007
  • This article suggests an inverse kinematics analysis of a two degree of freedom spatial parallel motion simulator and design methodology of the robust PID controller. The parallel motion simulator consists of a fixed base and a moving frame connected by two serial chains, with each serial chain containing one revolute joint and two passive spherical joint. First, an inverse kinematics problems are solved in order to find the joint variable necessary to bring the end effector to track the desired trajectory. Second, an inverse optimal PID controller is proposed to track trajectories in the face of uncertainty. And the $H_{\infty}$ optimality and robust stability of the closed-loop system is acquired through the PID controller. Finally numerical results show the effectiveness of the PID controller that is designed by square/linear tuning laws.

픽법에 의한 생체 내의 농도 확산 분석 (Analysis of density diffusion analysis by Fick's laws in the human body)

  • 최규식
    • 한국항행학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.657-664
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    • 2012
  • 용질분자를 용매를 통하여 전달시키는 기법중의 하나는 확산에 의한 것이다. 이러한 기전은 각개 용질분자의 열운동에 의한 것이다. 유체는 정지해 있는 상태로서 용질 전달의 핵심기전은 농도차에 의하여 결정된다. 인체 내에서 각종 하전 이온을 포함한 입자나 분자들은 체내의 농도차에 의해서 또는 외부 전계에 의해서 영향을 받아 고농도에서 저농도쪽으로 확산되어간다. 이러한 현상은 픽이 제안한 확산에 관한 제1법칙과 제2법칙에 의하여 정량적으로 전개할 수 있다. 본 논문에서는 체내의 물질이 확산되는 과정을 픽의 법칙을 이용하여 해석하고 그것을 실례를 통하여 구현하였다. 각 시간별 공간상의 확산현상에서 확산계수가 클 때는 시간이 경과함에 따라 발생지점의 농도는 현저히 낮아지고 그 농도가 주위로 급속히 확산되어감을 알 수 있었다. 그러나 어느 정도의 시간이 경과되면 그 농도의 감소는 매우 약해진다.

자율주행 차량을 위한 교통표지판 인식 및 RANSAC 기반의 모션예측을 통한 추적 (Traffic Sign Recognition, and Tracking Using RANSAC-Based Motion Estimation for Autonomous Vehicles)

  • 김성욱;이준웅
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.110-116
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    • 2016
  • Autonomous vehicles must obey the traffic laws in order to drive actual roads. Traffic signs erected at the side of roads explain the road traffic information or regulations. Therefore, traffic sign recognition is necessary for the autonomous vehicles. In this paper, color characteristics are first considered to detect traffic sign candidates. Subsequently, we establish HOG (Histogram of Oriented Gradients) features from the detected candidate and recognize the traffic sign through a SVM (Support Vector Machine). However, owing to various circumstances, such as changes in weather and lighting, it is difficult to recognize the traffic signs robustly using only SVM. In order to solve this problem, we propose a tracking algorithm with RANSAC-based motion estimation. Using two-point motion estimation, inlier feature points within the traffic sign are selected and then the optimal motion is calculated with the inliers through a bundle adjustment. This approach greatly enhances the traffic sign recognition performance.

Time-optimal multistage controllers from the theory of dynamical cell-to-cell mappings

  • Yoon, Joong-Sun
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1989년도 한국자동제어학술회의논문집; Seoul, Korea; 27-28 Oct. 1989
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    • pp.118-123
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    • 1989
  • This work deals with fast-to-compute global control laws for time-optimal motion of strongly nonlinear dynamic systems like resolute robots. the theory of cell-to-cell mappings for dynamical systems offer the possibility of doing the vast majority of the control law computation offline in case of time optimization with constrained inputs. These cells result from a coarse discretization of likely swaths of state space into a set of nonuniform, contiguous volumes of relatively simple shapes. Once the cells have been designed, the bang-bang schedules for the inputs are determined for all likely starting cells and terminating cells. the resulting control law is an open-loop optimal control law with feedback monitoring and correction.

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An adaptive Control of the Nonholonomic Mobile AGV

  • 한철용;허욱열
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.307-310
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    • 2001
  • Mobile AGV is one of the nonholon-omic systems. The integration of the kinematic adaptive controller for the dynamic in this pa-per introduction a motion control problem's dynamic state feedback as well as output feedback tracking laws will be constructed with the adaptive extension of the controller is proposed. Feedback control strategies for mobile AGV are important to compensate for disturabances and errors in the initial condition. The problems of path following or tracking and of stabilization about a constant configuration have been treated as separate problems for nonholonomic mobile AGV.

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백스테핑을 이용한 카오스 Liu 시스템의 제어 (Control and Tracking Chaotic Liu Systems via Backstepping Design)

  • 유성훈;현창호;박민용
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.324-326
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    • 2006
  • This paper present backstepping control approach for controling chaotic Liu system. The proposed method is a systematic design approach and consists in a recursive procedure that interlaces the choice of a Lyapunov Function. Based on Lyapunov stability theory, control laws are derived. We used the same technique to enable stabilization of chaotic motion to a steady state as well as tracking of any desired trajectory to be achieved in a systematic way. Numerical solution are shown to verify the result.

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Path Planning of a Free Flying Object and its Application for Gymnastic Robots

  • Nam Taek-Kun;Kim Yong-Joo
    • KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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    • 제5B권1호
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    • pp.63-69
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    • 2005
  • The motion of animals and gymnasts in the air as well as free flying space robots without thrusters are subjected to nonholonomic constraints generated by the law of conservation of angular momentum. The purpose of this paper is to derive analytical posture control laws for free flying objects in the air. We propose the bang-bang control method for trajectory planning of a 3 link mechanical system with initial angular momentum. This technique is used to reduce the DOF (degrees of freedom) at first switching phase and to determine the control inputs to steer the reduced order system to the desired position. Computer simulations for motion planning of an athlete approximated by 3 link, namely platform diving, are provided to verify the effectiveness of the proposed control scheme.

급속운동을 하는 입자물질의 동적거동 (Dynamic Behaviour of Granular Meterial during the Rapid Motion)

  • 황학
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제10권4호
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    • pp.103-118
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    • 1994
  • 입자물질의 빠른 움직임을 미시적으로 관찰하고 이를 연속체이론에 적용하였다. 두 입자의 상호충돌현상에서 두 종류의 시간 즉 미행시간과 접촉시간을 나누었다. 전자는 시간에 따라 변하는 움직임과 체적의 변화를 나타내며, 후자는 두 입자가 접촉시에 걸린 시간을 뜻하며 이 크기는 입자의 탄성성질을 나타낸다. 이러한 두 종류의 시간을 이용하여 4개의 상태변수 즉 압축응력, 점성, 에너지전달률 그리고 에너지손실률로서 동력학적 구조거동식을 세웠다. 연속체이론의 질량, 운동량 및 에너지방정식을 위의 상태변수로서 표기하고 이를 다시 두 가지의 모델에 적용한 결과 탄성성질로 인한 이완 및 에너지 흡수현상이 나타났다.

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통합보존식 해석과 HCIB 법을 이용한 슬로싱 탱크 내부 갇힌 공기에 의한 압력 진동 모사 (Simulation of a Pulsating Air Pocket in a Sloshing Tank Using Unified Conservation Laws and HCIB Method)

  • 신상묵
    • 대한조선학회논문집
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    • 제58권5호
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    • pp.271-280
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    • 2021
  • The code developed using a pressure-based method for unified conservation laws of incompressible/compressible fluids is expanded to handle moving or deforming body boundaries using the hybrid Cartesian/immersed boundary method. An instantaneous pressure field is calculated from a pressure Poisson equation for the whole fluid domain, including the compressible gas region. The polytropic gas is assumed for the compressible fluid so that the energy equation is decoupled. Immersed boundary nodes are identified based on edges crossing body boundaries. The velocity vector is reconstructed at the immersed boundary node using an interpolation along the assigned local normal line. The developed code is validated by comparing the time histories of pressure and wave elevation for sloshing in a rectangular and a membrane-type tank. The validated code is applied to simulate air cushion effects in a rectangular tank under sway motion. Time variations of pressure fields are analyzed in detail as the air pocket pulsates. It is shown that the contraction and expansion of the air pocket dominate the pressure loads on the wall of the tank. The present results are in good agreement with other experimental and computational results for the amplitude and the decay of the pressure oscillations measured at the pressure gauges.

물리기반 해석을 통한 물수제비 운동 시뮬레이션 (Motion of Stone Skipping Simulation by Physically-based Analysis)

  • 도주영;라은철;김은주;유관우
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제33권3호
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    • pp.147-156
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    • 2006
  • 물리기반 시뮬레이션 모델링 기법은 기하학적 속성만을 사용하여 모델링한 다른 시뮬레이션과는 달리 뉴턴의 제2법칙과 같은 물리 법칙을 사용하여 현실세계를 시뮬레이션 한다. 본 논문에서는 현실 세계에서 일어나는 물수제비 현상의 물리적 운동 원리를 수식기반 해석을 통해 실세계와 같은 물리기반 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 또한 본 논문에서는 물의 표면과 돌멩이의 상호작용을 표현하는데 있어서 물의 자연스러운 움직임 현상과 함께 돌멩이의 궤적을 계산하는데 중점을 두었다. 궤적은 돌멩이의 속도와 물의 항력에 의해 결정되고, 이러한 운동은 돌멩이가 물 표면에서 가라앉을 때까지 반복 계산된다. 본 논문에서 제안하는 자연스러운 물수제비 운동은 운동역학적 방법을 사용하여 실시간에 사실적으로 표현된다. 그리고 이러한 물수제비 운동을 PC 환경에서 대화형으로 재현하여 유사한 운동을 하는 3차원 모델들에도 적용할 수 있다.