• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.537-542
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• 2014

This paper proposes a control system to keep the balance of a unicycle robot. The robot consists of the disk and wheel, for balancing and driving respectively, and the tile angle is measured and used for balancing by the IMU sensor. A PID controller is designed based on a non-model based algorithm to prove that it is possible to control the unicycle robot without any approximated linear system model such as the sliding mode control algorithm. The PID controller has the advantage that it is simple to design the controller and it does not require an unnecessary complex formula. In this paper, assuming that the pitch and roll axis are dynamically decoupled, each of the two controllers are designed separately. A reaction wheel pendulum method is used for the control of the roll axis, that is, for balancing and an inverted pendulum concept is used for the control of the pitch axis. To confirm the performance of the proposed controllers using MATLAB Simulink, the dynamic equations of the robot are derived.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1675-1682
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• 2017

This paper deals with three dimensional orientation estimation algorithm for an attitude and heading reference system (AHRS) based on nine-axis inertial/magnetic sensor signals. In terms of the orientation estimation based on the use of a Kalman filter (KF), the quaternion is arguably the most popular orientation representation. However, one critical drawback in the quaternion representation is that undesirable magnetic disturbances affect not only yaw estimation but also roll and pitch estimations. In this paper, a sequential direction cosine matrix-based orientation KF for AHRS has been presented. The proposed algorithm uses two linear KFs, consisting of an attitude KF followed by a heading KF. In the latter, the direction of the local magnetic field vector is projected onto the heading axis of the inertial frame by considering the dip angle, which can be determined after the attitude KF. Owing to the sequential KF structure, the effects of even extreme magnetic disturbances are limited to the roll and pitch estimations, without any additional decoupling process. This overcomes an inherent issue in quaternion-based estimation algorithms. Validation test results show that the proposed method outperforms other comparison methods in terms of the yaw estimation accuracy during perturbations and in terms of the recovery speed.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.85.4-85
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• 2002

$\textbullet$ Flying Robot is a kind of UAV as an autonomous hovering platform. $\textbullet$ Control system is high complex, and non-linear Multiple-Input, Multiple-Output (MIMO) system. $\textbullet$ Eexperiment-device capable of measuring roll, yaw and pitch angle with PID controller by PC. $\textbullet$ This paper proves results of simulation through velocity control in condition.

• 한국항해항만학회지
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• 제48권3호
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• pp.155-163
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• 2024

최근 탄소 저감에 대한 요구가 증가함에 따라 전 세계적으로 화석연료의 사용을 줄이고, 신재생 에너지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 신재생 에너지를 활용한 발전 방식 중, 부유식 해상풍력발전기는 설치제약이 적으며, 대규모 단지 구성이 수월한 장점이 있다. 부유식 해상풍력발전기의 파랑 중 운동응답 해석은 초기 설계 단계에서 필수적으로 수행되어야 한다. 본 연구는 부유식 해상풍력발전기 중반잠수식 해상풍력발전기에 대하여 종경사각에 따른 주파수 영역에서의 운동 해석을 수행하고, 종경사각에 따른 운동 특성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 운동응답 분석은 6자유도 운동 중 Heave, Roll, Pitch에 대하여 수행하였다. 고유 주기 분석을 수행하여, 종경사각의 변화가 Heave, Pitch 운동은 유의미한 변화를 나타내진 않았지만, Roll 운동은 규칙적으로 변화함을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.1231-1239
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• 2001

This paper presents a new leveling algorithm that estimates the initial horizontal angles composed of roll angle and pitch angle for a moving or stationary vehicle. The system model of the EKF is designed by linearizing the nonlinear Euler angle differential equation. The measurement models are designed for the moving case and for the stationary case, respectively. The simulation results show that the leveling algorithm is ade-quate not only for acquiring the initial horizontal angles of the vehicle in the motion with acceleration and rotation but also for the stationary one.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2003년도 학술대회지
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• pp.348-354
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• 2003

An analysis of the dynamic behavior between disk and roller has been performed when the torque is transmitted to toroidal IVT (Infinitely Variable Transmission). The contact area, shape and pressure with elliptical shapes between disk and roller are computed as the transmission ratios are changed. This study will give the information of contact shapes between roller-input dist and roller-output disk which are working under the most severe condition. The computed results are expected to guide the design criteria for the enhanced endurance li(e. Furthermore, the investigation of contact behaviors is very crucial to develop the traction oil that the efficiency of IVT system is most dependent on.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제9권1호
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• pp.129-136
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• 2008

An roll-pitch-yaw integrated autopilot for missiles is designed for compensation of dynamics coupling. The proposed autopilot is based on the classical control technique. The gains of the proposed autopilot are optimized by using co-evolutionary augmented Lagrangian method(CEALM). Several cost functions are compared in order to find feasible control gains. For a case that a bank angle of missiles is unknown, multiple models are used in the autopilot optimization. In nonlinear simulations as well as linear simulations, the proposed autopilot provided good performances.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.246-253
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• 2005

An experimenal study on flight control of high-speed AEV(Aero-levitation Electric Vehicle) scale model in wind-tunnel is conducted. The AEV is to fly at very low altitude in predesigned track so that it is always under the wing-in-ground effect. The experiment is intended to fly the scale model to follow the predesigned altitude schedule while holding its attitude (pitch, roll, and yaw). Especially, the altitude changes for climb, cruise, and descent with constant pitch angle are most important maneuvers. The experiment shows that the required mission flights can be performed with appropriate sensors, processors, and actuators.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제32권3호
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• pp.159-163
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• 2014

본 논문에서는 저가의 MEMS 관성 센서와 지자기 센서를 이용하여 자세 정보를 제공받는 자세측정장치(ARHS)를 구현하였다. 저가형 IMU센서와 MCU를 이용하여 운동 자세각을 계산하는 DCM 알고리즘을 설계하고, 3축짐벌에 장착하여 연산결과의 정확도를 측정하였다. DCM 알고리즘을 이용 연산된 자세각의 정확도는 roll 및 pitch에 대하여 약 1.1%로 나타났으며, yaw각의 경우는 3.7%로 나타났다. Yaw 각의 경우에는 스텝핑 모터를 구동하는 실험환경에 따른 교란의 영향으로 그 오차가 상대적으로 크게 나타난 것으로 평가되었다. 짐벌 실험장치를 이용한 센서의 검증에서 더욱 정밀한 실험을 위해서는 주변 환경 요인에 대한 제어가 요구될 것으로 보이며, 실험장치의 스테핑 모터 구동 시 발생하는 진동 및 자기장의 영향과 실험 장치의 금속성 구조물의 영향으로 생각되는 센서 데이터의 오차 및 불안정 상태를 차단할 수 있는 장치의 보완이 필요할 것으로 보인다. 그리고 지자기 센서의 경우 좁은 범위의 측정에 추가하여 넓은 범위의 측정도 보완되어야 할 것으로 생각된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1236-1242
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• 2019

최근 로봇 기술의 발전에 따라 모바일 로봇에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 현재 모바일 로봇의 대부분은 2륜 및 4륜 기반으로 개발되어 직선 주행에는 강하지만 방향전환 및 제자리 회전에 제한이 있으며, 이러한 문제점을 극복하고자 구 형태의 바퀴를 사용하는 볼 로봇에 대한 연구가 진행되고 있다. 볼 로봇은 협소한 공간에서 큰 제약 없이 이동이 가능하다는 장점을 가지고 있지만, 구조적으로 불안정하여 안정적인 자세 및 주행 제어가 요구된다. 본 연구에서는 무선통신으로 자세 및 주행 제어가 가능한 스마트폰 어플리케이션을 제안하고, 이를 적용하여 제작된 볼 로봇을 이용하여 자세 및 주행 제어 실험을 수행하였다. 실험을 통해 Roll 각도 오차 ±0.8도, Pitch 각도 오차 ±0.7도 이내에서 제어됨을 확인하였으며, 1m 주행제어에 대해 x축 방향 위치오차 ±0.1m, y축 방향 위치오차 ±0.08m 이내에서 제어됨을 확인하였다.