• 한국운동역학회지
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• 제29권2호
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• pp.79-88
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• 2019

Objective: The aim of this study was to determine the peak torques of the knee and ankle joint and local stability of the lower extremity's joints, and muscle activation patterns of the lower extremity's muscles between fallers and non-fallers in the elderly women during walking. Method: Four elderly women (age: $74.5{\pm}5.2yrs.$; height: $152.1{\pm}5.6cm$; mass: $55.3{\pm}5.4kg$; preference walking speed: $1.19{\pm}0.06m/s$) who experienced falls within six months since experiment had been conducted (falls group) and thirty-six subjects ($74.2{\pm}3.09yrs.$; height: $153.6{\pm}4.9cm$; mass: $56.7{\pm}6.4kg$; preference walking speed: $1.24{\pm}0.10m/s$) who had no experience in falls (non-falls group) within this periods participated in this study. They were measured torque peaks of the knee and ankle joint using a Human Norm and while they were walking on a treadmill at their natural pace, kinematic variables and EMG signals were collected with using a 3-D motion capture system and a wireless EMG system, respectively. Lyapunov Exponent (LyE) was determined to observe the dynamic local stability of the lower extremity's joints, and muscles activation and their co-contraction index were also analysed from EMG signals. Hypotheses between falls and non-falls group were tested using paired t-test and Mann-Whitey. Level of significance was set at p<.05. Results: Local dynamic stability in the adduction-abduction movement of the knee joint was significantly lower in falling group than non-falling group (p<.05). Conclusion: In conclusion, muscles which act on the abduction-adduction movement of the knee joint need to be strengthened to prevent from potential falls during walking. However, a small number of samples for fallers make it difficult to generalize the results of this study.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.607-612
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• 2020

본 논문에서는 시변 지연 시간이 있는 선형 이산 시스템에 비구조화된 불확실성이 존재하는 경우에 대하여 안정조건을 다룬다. 안정조건은 리아프노프 안정 조건을 기반으로 유도되며, 이 새로운 조건에는 불확실성에 의한 영향이 포함되어 반영된다. 논문에서 고려된 불확실성은 그의 특성을 정확하게 파악할 수 없고, 단지 그 크기만을 알 수 있는 비구조화 형태로 반영된다. 이와 관련된 기존의 결과 대비하면, 안정성 기준을 적용할 수 있는 시스템을 확장할 수 있으며, 기 제안된 안정 조건보다 유연한 것으로 안정성 판정에 있어 더욱 효과적인 결과이다. 제안된 안정 조건들은 간단한 부등식의 형태로 표현되며, 시변 지연에 대한 영향과 불확실성에 대한 영향이 모두 수식에 포함되어 있다. 제안된 안정조건을 기존의 조건들과 비교한 결과를 수치 예제를 통하여 제시하며, 제안된 조건의 효용성과 우수성을 검증한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.185-193
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• 2022

본 논문은 쿼드로터 무인기의 위치 및 자세 추적 제어 성능을 향상시키기 위해 RBFNN 방식을 이용한 적응형 슬라이딩 모드 제어를 제안한다. RBFNN은 UAV 동적 모델에서 비선형 함수의 근사화에 활용되며, RBFNN의 가중치는 슬라이딩 표면에 부딪혀 미끄러지는 상태를 보장하기 위해 Lyapunov 안정성 분석의 적응 법칙에 따라 온라인으로 조정된다. 네트워크 근사 오류를 보상하고 기존 채터링 문제를 제거하기 위해 슬라이딩 모드 제어 항은 적응 법칙에 의해 조정되어 시스템의 강력한 성능을 향상시킨다. 제안된 제어 방법의 시뮬레이션 결과는 비선형 쿼드로터 무인 항공기에 적용된 제안된 제어기의 효율성을 확인하였다. 그 결과, 제안된 제어 시스템이 만족스러운 제어 성능과 견고성을 달성함을 알 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.504-509
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• 2022

본 논문에서는 시변 지연 시간이 있는 선형 이산 시변 구간 시스템에 비구조화된 불확실성이 존재하는 경우에 대하여 안정조건을 다룬다. 구간 시스템은 시스템 행렬들이 구간행렬의 형태로 주어지는 시스템으로 본 논문에서는 이러한 구간 시스템 행렬과 상태변수의 지연 시간이 시변인 특성을 갖는 시스템에 대하여, 비선형성을 포함하며 그 크기만을 알 수 있는 비구조화된 불확실성이 존재하는 경우에 대한 시스템의 안정조건을 제안한다. 안정조건의 유도는 리아프노프 방정식의 상한 해를 이용하는 기존 결과와는 다르게 리아프노프 안정 조건을 기반으로 이루어지며, 간단한 부등식의 형태로 표현되어 안정성 판단에 편리하게 적용될 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 제안된 안정조건은 기존에 발표된 다양한 선형 이산 시스템에 대한 안정 조건을 포함할 수 있는 포괄적이고 강력한 것으로, 시변 지연시간 변동 크기, 불확실성의 크기와 구간행렬의 범위를 모두 조건식에 포함하게 된다. 새로운 조건의 우수함은 유도과정에서 증명되어지며 수치예제를 통하여 제안된 조건의 효용성과 우수성을 검증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.551-556
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• 2021

본 논문에서는 시변 지연 시간이 있는 선형 구간 이산 시스템에 비구조화된 불확실성이 존재하는 경우에 대하여 안정조건을 다룬다. 이산 시스템의 시스템 행렬들이 구간행렬의 형태로 주어지는 구간시스템에 대하여, 지연 시간이 일정 구간 범위 안에서 시변으로 변동되고, 비선형성을 포함한 불확실성이 그 크기만이 주어지는 비구조화된 불확실성의 형태로 존재하는 시스템의 안정성 조건을 제안한다. 안정조건의 유도는 기존의 리아프노프 방정식의 상한 해를 이용한 방법과는 다르게 리아프노프 안정 조건을 기반으로 이루어지며, 간단한 부등식의 형태로 표현되어 안정성 판단에 편리하게 적용될 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 제안된 안정조건은 기존에 발표된 다양한 선형 이산 시스템의 안정조건들을 포함하는 매우 포괄적이고 강력한 것으로, 시변 지연시간 변동 크기, 불확실성의 크기와 구간행렬의 범위를 모두 조건식에 포함하게 된다. 새로운 조건의 우수함은 유도과정에서 증명되어지며 수치예제를 통하여 제안된 조건의 효용성과 우수성을 검증한다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제3권4호
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• pp.612-619
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• 2005

A robust adaptive speed sensorless induction motor direct torque control (DTC) using a neural network (NN) is presented in this paper. The inherent lumped uncertainties of the induction motor DTC system such as parametric uncertainty, external load disturbance and unmodeled dynamics are approximated by the NN. An additional robust control term is introduced to compensate for the reconstruction error. A control law and adaptive laws for the weights in the NN, as well as the bounding constant of the lumped uncertainties are established so that the whole closed-loop system is stable in the sense of Lyapunov. The effect of the speed estimation error is analyzed, and the stability proof of the control system is also proved. Experimental results as well as computer simulations are presented to show the validity and efficiency of the proposed system.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제5권4호
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• pp.379-387
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• 2007

In this paper, a nonlinear anti-sway controller for container cranes with load hoisting is investigated. The considered container crane involves a planar motion in conjunction with a hoisting motion. The control inputs are two (trolley and hoisting forces), whereas the variables to be controlled are three (trolley position, hoisting rope length, and sway angle). A novel feedback linearization control law provides a simultaneous trolley-position regulation, sway suppression, and load hoisting control. The performance of the closed loop system is shown to be satisfactory in the presence of disturbances at the payload and rope length variations. The advantage of the proposed control law lies in the full incorporation of the nonlinear dynamics by partial feedback linearization. The uniform asymptotic stability of the closed-loop system is assured irrespective of variations of the rope length. Simulation and experimental results are compared and discussed.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제6권6호
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• pp.859-872
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• 2008

In this paper, the problem of partial asymptotic stabilization of nonlinear control cascaded systems with integrators is considered. Unfortunately, many controllable control systems present an anomaly, which is the non complete stabilization via continuous pure-state feedback. This is due to Brockett necessary condition. In order to cope with this difficulty we propose in this work the partial asymptotic stabilization. For a given motion of a dynamical system, say x(t,$x_0,t_0$)=(y(t,$y_0,t_0$),z(t,$z_0,t_0$)), the partial stabilization is the qualitative behavior of the y-component of the motion(i.e., the asymptotic stabilization of the motion with respect to y) and the z-component converges, relative to the initial vector x($t_0$)=$x_0$=($y_0,z_0$). In this work we present new results for the adding integrators for partial asymptotic stabilization. Two applications are given to illustrate our theoretical result. The first problem treated is the partial attitude control of the rigid spacecraft with two controls. The second problem treated is the partial orientation of the underactuated ship.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제6권6호
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• pp.836-844
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• 2008

This paper presents an approach to order reduction of linear parameter varying controller for polytopic model. Feasible solutions which satisfy relevant linear matrix inequalities for constructing full-order parameter varying controller evaluated at each polytopic vertices are first found. Next, sufficient conditions are derived for the existence of a right coprime factorization of parameter varying controller. Furthermore, a singular perturbation approximation for time invariant systems is generalized to reduce full-order parameter varying controller via parameter varying right coprime factorization. This generalization is based on solutions of the parameter varying Lyapunov inequalities. The closed loop performance caused by using the reduced order controller is developed. To examine the performance of the reduced-order parameter varying controller, the proposed method is applied to reduce vibration of flexible structures having the transverse-torsional coupled vibration modes.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.13-17
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• 2007

The brake gain adaptive wheel slip controller for a vehicle is designed in this paper. The brake gain from braking pressure to braking torque defined by friction coefficient, friction area and effective friction radius is estimated by the adaptive law based on the wheel slip dynamics. And the wheel slip controller is designed based on the estimated brake gain. The robustness of the designed controller is analyzed using Lyapunov function and the convergence of brake gain is verified. Proposed wheel slip controller is verified via CarSim simulation with two kinds of desired wheel slip ratio.