본 연구에서는 긴급상황 시 긴급차량의 무정차 통과를 위해 융합형 우선신호 제어 알고리즘을 개발하였다. 융합형 우선신호는 센터제어와 현장제어를 결합한 방법이다. 센터제어는 긴급상황이 접수되면 긴급차량 경로의 각 교차로에 대하여 우선신호를 적용한다. 긴급차량 출발이전에 신호시간을 제어하기 때문에 대기차량을 효과적으로 제거할 수 있다. 하지만, 실시간 긴급차량의 소통정보(속도, 위치)를 사용하지 않기 때문에, 센터제어 시 예측한 긴급차량의 교차로 도착시각과 실제 도착시각이 차이를 보일 수 있으며, 이런 경우 신호로 인한 지체를 경험할 수 있다. 현장제어는 실시간 긴급차량의 정보를 활용하여 우선신호를 제어하지만, 대기차량 소거시간을 반영할 수 없는 한계가 있다. 본 연구에서는 센터제어와 현장제어의 단점을 보완하고, 장점을 극대화하기 위하여 융합형(센터+현장) 제어 알고리즘을 제안하였다. 융합형 제어 알고리즘은 긴급상황 시 긴급차량의 지체를 감소시킬 수 있을 것으로 기대한다.
In this paper, a new scheme of adaptive-neuro control system is presented to implement real-time control of robot manipulator using Digital Signal Processors. Digital signal processors, DSPs, are micro-processors that are particularly developed for fast numerical computations involving sums and products of measured variables, thus it can be programmed and executed through DSPs. In addition, DSPs are as fast in computation as most 32-bit micro-processors and yet at a fraction of therir prices. These features make DSPs a viable computational tool in digital implementation of sophisticated controllers. Unlike the well-established theory for the adaptive control of linear systems, there exists relatively little general theory for the adaptive control of nonlinear systems. Adaptive control technique is essential for providing a stable and robust perfor-mance for application of robot control. The proposed neuro control algorithm is one of learning a model based error back-propagation scheme using Lyapunov stability analysis method.The proposed adaptive-neuro control scheme is illustrated to be a efficient control scheme for the implementation of real-time control of robot system by the simulation and experi-ment.
Vibration at the tip of various flexible manipulators may affect their operation accuracy and work efficiency. To suppress such vibrations, the feasibility of using MFC actuators and sensors is investigated in this paper. Considering the convergence of the famous filtered-x least mean square (FXLMS) algorithm could not be guaranteed while it is employed for vibration suppression of plants with varying secondary path, this paper proposes a new multiple model switching adaptive control algorithm to implement the real time active vibration suppression tests with a new multiple switching strategy. The new switching strategy is based on a cost function with reconstructed error signal and disturbance signal instead of the error signal from the error sensor. And from a robustness perspective, a new variable step-size sign algorithm (VSSA) based FXLMS algorithm is proposed to improve the convergence rate. A cantilever beam with varying tip mass is employed as flexible manipulator model. MFC layers are attached on both sides of it as sensors and actuators. A co-simulation platform was built using ADAMS and MATLAB to test the feasibility of the proposed algorithms. And an experimental platform was constructed to verify the effectiveness of MFC actuators and sensors and the real-time vibration control performance. Simulation and experiment results show that the proposed FXLMS algorithm based multiple model adaptive control approach has good convergence performance under varying load conditions for the flexible cantilever beam, and the proposed FX-VSSA-LMS algorithm based multiple model adaptive control algorithm has the best vibration suppression performance.
전 세계적으로 선박의 배출물에 의한 환경 오염에 관심이 증가하여, 에너지 효율을 높여 선박 배출물 감소와 연료 소비 효율을 높이는 시스템 개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 각 시스템은 소형 선박에서는 실증될 수 있으나, 대형 선박의 경우에는 실증에 대한 여건이 마땅치 않다. 현실적으로 대형 선박에 real time으로 구동되는 에너지 관리 시스템 제어기를 테스트하기 위해서는 시뮬레이터를 통한 테스트를 수행해야 한다. 본 연구에서는 각 제어 시스템과 에너지 관리 시스템을 연동할 수 있도록 각 신호를 Modbus TCP/IP에 맞게 주소를 설정하였으며, 신호의 흐름에 따라 알고리즘을 구성하였다. 또한, 각 제어기가 선박에서 수집하는 신호를 인위적으로 발생시킬 수 있도록 신호 발생기를 설계 및 제작하였다. 시뮬레이터 제작 및 연동 결과 real time으로 운용되는 각 제어기는 역할을 알맞게 수행하였으며, 선박용 에너지 관리 시스템의 알고리즘의 적용이 적절히 수행됨을 확인하였다.
LMS알고리즘은 강인성, 높은 추성, 구현의 단순성 때문에 많이 사용되고 있지만, 비균일적 수렴과 EMSE사이에 trade-off를 가진다. 이러한 단점을 극복하기 위해 가변 스텝 사이즈 알고리즘 방식이 사용되는데, 많은 계산량을 필요로 한다. 본 논문에서 제안하는 IGC 알고리즘은 원 신호와 잡음신호의 순시이득값을 사용함으로서, 계산량을 줄이고, 주위 환경변화에도 안정적으로 적용할 수 있다. 실시간 처리를 위하여 IGC 알고리즘에서 log함수를 제거하여, 실제로 자동차 소음제거기에 적용하여 제안한 알고리즘의 성능을 확인하였다. 그리고 Labview FPGA 구현을 하여, 기존의 다른 알고리즘과 비교하여 효율적이라는 것을 입증하였다.
안전은 교통관제와 제어기술에서 중요한 부분이다. 본 논문에서는 단일 비젼시스템을 이용하여 합류도로에 진입하려는 차량에 합류안전 신호를 발생하는 유연하고, 안정적이며 실시간 처리가 가능한 알고리즘에 대해 제안하였다. 도로측면에 위치한 카메라로부터 얻어지는 영상을 이용하여 주행차량 감시와 차량의 주행속도, 본선도로와 진입도로 사이의 합류지점까지의 도달시간을 예측하여 빨강, 파랑, 노랑의 색으로 주행 안전 여부를 표시하였다. 영상에서 설정한 영역에 차량이 주행함을 검출하기 위해 농담정규화 상관법, 경계 크기 비 변화, 평균 농담변화의 세 가지 방법을 이용하였다. 실제 합류도로에서 촬영한 영상으로부터 제안한 알고리즘에 적용하여 결과를 제시하였다.
This paper presents real-time algorithm for an ultrasonic Local Positioning System(LPS). An ultrasonic LPS consists of 4 transmitters and n receivers. Each transmitter transmits an sequential ultrasonic signal to avoid interference of ultrasonic signal. This method is a noneffective application for a fast object. Because receiver detects four sequential transmissive ultrasonic signal and calculates a position. This paper proposes the method which 4 transmitters transmit simultaneous ultrasonic signal and each transmitter distinguished by frequencies and codes. And Auto-Correlation Function(ACF) method separates codes from an ultrasonic echo signal which is interference of each transmitter's code. If the receiver uses only ACF method, it is difficult to implement real time application for increased computation. This paper implements LPS using dual frequencies and ACF method. Using dual frequencies reduces codes length. The reduced codes length save computation in ACF. To prove this algorithm by experiment, high performance DSP(digital signal processor) used. The result shows the performance of the designed system is good enough positioning.
The vehicle detection method using pulse radar has the advantage of maintenance in comparison with loop detection method. We propose the pulse radar signal processing algorithm in which we devide the trace. data from pulse radar into segments by using SSC concept, and then construct the sectors in accordance with period and amplitude of segments, and finally decide the vehicle detection probability by applying the SSC parameters of each sectors into the discriminant function. We also improve the signal processing time by reducing the quantities of processing data and processing routines.
The energy constraint is still a common issue for the practical application of wireless sensors, since they are usually powered by batteries which limit their lifetime. In this paper, a practical compound energy efficiency strategy is proposed and realized in the implementation of a real time wireless sensor platform. The platform is intended for wireless structural monitoring applications and consists of three parts, wireless sensing unit, base station and data acquisition and configuration software running in a computer within the Matlab environment. The high energy efficiency of the wireless sensor platform is achieved by a proposed adaptive radio transmission power control algorithm, and some straightforward methods, including adopting low power ICs and high efficient power management circuits, low duty cycle radio polling and switching off radio between two adjacent data packets' transmission. The adaptive transmission power control algorithm is based on the statistical average of the path loss estimations using a moving average filter. The algorithm is implemented in the wireless node and relies on the received signal strength feedback piggybacked in the ACK packet from the base station node to estimate the path loss. Therefore, it does not need any control packet overheads. Several experiments are carried out to investigate the link quality of radio channels, validate and evaluate the proposed adaptive transmission power control algorithm, including static and dynamic experiments.
본 연구에서는 실용성을 중시하는 산업계의 요구에 부응하여 해석이 용이하면 서도 강인성을 갖춘 제어 알고리즘을 제안하여 실시간 제어가 가능한 시스템을 구축해 실험적으로 검토하였다. 매니퓰레이터와 서보계의 다이내믹스를 나타내는 미분방정 식은 선형요소와 비선형요소의 합으로 생각할 수 있다. 여기서 매니퓰레이터의 비선 형요소를 외란으로 간주해 슬라이딩 모드를 적용하므로 매니퓰레이터의 자유도가 높아 도 비교적 간단히 슬라이딩 모드의 존재 조건식으로 부터 절환 파라미터가 구해져 슬 라이딩 모드를 발생시킬 수 있는 알고리즘을 도출할 수가 있음을 보였다. 비선형요 소를 외란으로 간주하였을때 로보트 매니퓰레이터가 슬라이딩 모드에 들어갈 수 있도 록 외란에 대응하는 절환 제어입력을 종래의 방식대로 부가하면 이 제어입력으로 인해 채터링(chattering)이 증가하게 됨이 확인되었으며, 이러한 채터링을 줄일 수 있도록 새로운 절환 제어입력의 알고리즘을 도출하여 검토하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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