LQ제어 이론에 의한 직류 서보 전동기의 속도제어에 관한 연구.

김윤기 경희대학교 대학원 1995 국내석사

퍼지 制御에 의한 로보트 매니퓰레이터 軌道 追縱에 관한 연구

조민현 경희대학교 대학원 1994 국내석사

솔레노이드 액튜에이터의 서보제어 특성에 관한 연구

윤성식 경희대학교 대학원 2001 국내석사

본 논문에서는 로터리 솔레노이드 액튜에이터를 이용한 서보제어의 특성에 관하여 연구하였다. 지금까지 솔레노이드의 직접제어 방식은 솔레노이드의 불안한 특성으로 인해 연구대상으로서의 흥미를 주지 못했다. 그러나 최근에 고가의 간접제어방식이나, 시간제어의 문제점에 대한 대안으로 새로이 부각되고 있다. 이것은 솔레노이드 액튜에이터의 직접제어를 통해 생산 및 유지 비용의 절감과 설계구성의 효율성 향상고 설치의 용이함을 갖고 있기 때문이다. 본 논문에서는 시스템의 제어량으로서의 전압을 제어하기 위해 PWM드라이버의 사용으로 정격보다 높은 입력 전압을 사용할 수 있어 소형 크기로 높은 자기력을 얻을 수 있다. 또한 동시에 액튜에이터 시스템을 액티브한 상태로 유지하게 한다. 실험으로 주파수와 듀티의 변화에 따라 액튜에이터 특성을 알아보았고, 전압와 듀티 그리고 액튜에이터의 위치와의 관계를 실험했고, 그에 따른 액튜에이터의 거동특성을 알아보았다. 아울러 액튜에이터의 위치 변동에 따른 자기력 변화를 고찰하였다. PID피드백 루프를 사용하여 온라인을 구성하였고, 스텝 및 램프입력에 대한 거동특성을 온라인 서보제어를 통해 조사하였다. 이때의 듀티와 위치변화를 비교하였다 This paper conducted a study about the characteristics of the servo control using solenoid. The method of solenoid's direct control has not drawn much attention as an object of study due to its uncertain characteristics until now. These days, however, it started to get more and more highlights as an alternative way for timing control, and also for high-priced method of indirect control. This explains that lower product and maintenance cost were possible through direct control on solenoid actuator, altogether with higher effectiveness of designing and easiness of installation. In this paper, PWM driver is used to control voltage as a control method, which makes possible the input-voltage that is higher than rated one, generates higher magnetic power using small-sized solenoid, and keeps actuator system active at the same time. Characteristics of actuator that changes according to duty were considered through experiment, which made clear relations among current, duty, and the position of actuator respectively. This paper also examined magnetic force that changes to the position of actuator. The on-line system was structured using PID feedback loop to examine control performance. Characteristics of step and lamp input were examined through on-line servo control, which was compared to changes of duty position.

마이크로컨트롤러에 의한 자석식 파이프절단기의 개발과 중력에 의한 비선형성을 보상하는 제어기의 설계

이명철 경희대학교 대학원 2002 국내석사

선박건조나 도시 건설 현장에서의 대다수의 작업은 파이프를 절단하고 용접하는 작업이 요구된다. 그러나 국민들의 생활수준이 향상됨에 따라 어려운 일을 기피하는 풍조가 사회전반에 걸쳐 만연되고 있다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 작업공정의 자동화와 무인화가 필요하다. 본 논문에서는 이와 같은 파이프절단 작업의 자동화와 무인화를 위해 개발된 자석을 이용한 자동파이프절단기에 관하여 연구하였다. 자석을 이용한 자동파이프절단기는 차체 하단부에 자석실을 만들고 이곳에 자석을 설치하여 자력에 의해 주행시에 바퀴와 파이프 사이에 충분한 접지력이 발생하여 절단기와 파이프간의 미끄러짐을 방지한다. 또한 자석실은 자석과 파이프간의 간격을 조절할 수 있어서 파이프와 절단기 사이에 작용하는 자력의 크기를 조절할 수 있다. 자동파이프절단기의 제어기는 8bit 마이크로컨트롤러를 사용하였고, 사용자가 설정한 주행속도, 제어모드, 주행모드, 진행방향등의 설정값과 모터내부에 장착되어있는 홀센서(hall sensor)에 의해 피드백 되어지는 신호를 받아들여서 제어알고리즘을 수행한 후 PWM방식에 의해 DC모터를 구동한다. 모터에 의해 발생된 동력은 기어와 체인을 통해서 바퀴에 전달된다. 파이프절단기 시스템의 모델에 의거하여 파이프 상단부에서 하단부로 주행시 중력에 의한 차체의 자중에 의해서 평지주행시와는 달리 속도가 불균일하게 나타난다. 또한 파이프 하단부에서 상단부로 주행시 자중에 의해서 평지주행시보다 속도가 감소하므로 전체시스템은 중력에 의한 비선형 시스템으로 표현된다. 본 논문에서는 위에서 설명한 자중에 의한 영향을 보정하여 절단기의 속도를 일정하게 유지하며 절단품질을 보장하기 위해 모터에서 피드백 되어진 신호를 이용하여 절단기의 현재위치를 추정하였다. 이를 토대로 feedback linearization 방법을 이용한 제어알고리즘을 제안하였고, 실험과 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘이 타당함을 보였다. It is required to cut and weld pipes in many fields, like building a ship and urban construction sites. However, the better standard of living gets, the more people avoid hard tasks in social ambiance. It is necessary to develop automation of working process to solve this problem. In this paper, automated pipe-cutter using magnetic force to realize unmanned welding process is mentioned. There is a room to contain a magnet beneath that device body and the magnet is located there. Magnetic force is used between that magnet and the pipe surface to avoid slip and to secure the attraction force between the wheels and pipe. In addition, the magnetic force is adjustable through changing the distance between the magnet and pipe. A micro-controller is used to control that device. First, user sets the value of moving speed, control mode, moving mode and moving direction then feedback value which is from hall sensor in motor is considered and then the controller processes control algorithm and operates the DC motor by PWM and that torque which is generated from that motor transmitted to wheels through the gears and chain. When the pipe-cutter is simulated, that device gets fast through moving from top to bottom of the pipe because of the weight of itself. When that is moving from bottom to top, the situation is the other way around. Thus whole system can be considered as a nonlinear system by gravity. To secure the cutting quality it is compulsory for the cutter to maintain the moving speed so the feedback signal from the motor is used to estimate the location of the cutter and from that information, and the controller make control input to control the system using feedback linearization. Eventually it was shown that a constraint gait algorithm is suitable to realize.

네트웍을 이용한 원격제어 적용 연구 및 구현

고덕현 경희대학교 대학원 2001 국내석사

본 논문은 네트웍을 이용한 원격제어의 기본원리를 이해하고 그에따른 몇가지 적용사례를 통하여 원격제어의 응용범위를 확대하는데 의의가 있다. 3가지 적용사례는 다음과 같다. 첫째, 간이형으로 제작된 3차원 계측장비를 이용하여 측정된 물체를 인터넷 웹브라우저를 통하여 복원하였다. 두번째, 필드버스의 일종인 LonWoks을 이용하여 가상의 가전제품 즉, 에어컨, 전자레인지, 냉장고를 설정한후, 웹브라우저를 통하여 ON/OFF의 제어명령을 내리고, 이 제어명령을 가전제품들이 수행하는 과정을 구현하였다. 세번째, 제어반내에서 널리 쓰이고 있는 PLC를 대상으로, 기존의 PLC도구를 이용하여 원격지에서 프로그램 및 제어를 할수있도록, 서버 및 클라이언트 프로그램을 제작하여 구현하였다. 이들 사례를 구현하기 위하여 웹 프로그램의 대표적인 자바를 사용하였고, 기기와의 인터페이스를 위해 자바 시리얼 API를 적용하였다. 이러한 적용사례들을 발전시킨다면 산업현장에서의 작업능률 및 효율을 증가시킬수 있을것이며, 일반 가정에서도 보다 윤택한 삶을 영위할수있을것이다. The purpose of this paper is to comprehension about basic concept of remote-control theory and to extend application field of remote-caontrol technology. The following sentenes is some example for technology to be applicated. Firstly, the authors have realization restruction of 3D shape using contacting method with pins and TCP/IP communication. A special sensor system is designed as 14´8 matrix form to measure 3D shape. When contact occurs between pin and the plate of the sensor matrix, x and y position information is sent to computer and height data of the contacted pin is obtained by counter which accumlates encoder signal. So, All datum which contain x,y,z position, is transferred using TCP/IP communication. Finally, 3D shape is restructured in Web page. Secondly, realizing to control virtual electronic device at remote area using lonwork system. As it were, virtual device (airconditioner, washing machine, microwave oven)is controlled at vitual reality space in web-broswer as clicking ON/OFF button of each device. Finally, this case presents new type of remote monitoring and control solution of PLC that can be used bi-directional and efficient management of factory automation through Internet. This system has client/server architect for information handling between PLC and remote computer where a user can control and monitor target PLC. Actually the authors redirect RS232C connection between PLC and server computer into Internet connection between PLC and remote client computer using supplied PLC tool program. So user feels like in front of PLC panel when he operates remote PLC through Internet. Each client/server program is constructed with Java language for security.

틸팅에 의한 4족 보행로봇의 보행 알고리즘

조창현 慶熙大學校 1999 국내석사

본 논문에서는 틸팅을 이용한 4족 보행로봇의 보행 알고리즘에 대해 연구하였다. 틸팅은 로봇의 보행에 의한 이동과 병행하여 각 링크의 상대적인 변위를 줌으로서 안정적인 무게중심을 확보하기 위한 움직임으로 정의했다. 주기적 걸음새인 물결걸음새를 사용하여 틸팅을 계획하였으며 지지다각형과 보행 모델에 의한 틸팅을 수행하였다. 지지다각형에 의해 안정여유도를 정의하고 그에 따른 영역법과 추종법 알고리즘을 제안하였다. 실 보행에 대해는 보행 모델에 따른 보행궤적을 생성하여 정해진 하중여유를 추종하는 보행 실험을 수행하였다. 평지보행의 경우 제안된 알고리즘을 기존의 오프라인 틸팅과 비교하였고 지지다각형에 대한 안정여유도를 모의실험을 통해 검증하고 무게중심 이동거리 비교에 의해 영역법과 추종법의 이동효율성을 고찰하였다. 경사면보행에있어서추종법과경사면펄행알필리즘을사용하여안정여유도를확인하였다. 실제 보행실험은 한국과학기술원(KIST)에서 제작된 4족 보행로못인 센토(Centaur)를 사용하여 다양한 지형에 대해 실험하였으며 모델에 의한 무게중심 궤적과 실제 무게중심 궤적을 비교하여 제안된 알고리즘과 모델제어의 타당성을 검증하였다. This paper describes the algorithm for a quadruped robot using tilting. While the robot is moving, the tilting is relative movements between links for a more stable pose. The tilting algorithm, basically using a periodic gait such as wavegait, is planned with a concept of support area and a robot model. Both the area method and the tracking method are performed with the stability margin that is defined by a support area. There are experiments that a robot tracks the force margin with tilting that is creating path by the walking model. While a robot walks through plain, the proposed algorithms are compared with the off-line tilting and verified by a computer simulation in use of the stability margin. Moving efficiencies are shown by comparing with lengths of movements of a mass center on the area method and the tracking method. On slope, the stability margin is secured by using the tracking method and the algorithm for slope adaptation. Experiments are performed with various plain using the "centaur" that is a quadruped robot made by KIST(Korea Institute Science and Technology) and walking model algorithm is verified.

실시간 임베디드 리눅스를 이용한 제어 플랫폼 및 모바일 로봇 구현

신은철 선문대학교 대학원 2005 국내석사

최근 임베디드 시스템이 소형화, 저전력화, 고성능화되면서 다양한 주변장치들이 하나의 칩으로 만들어진 SoC를 이용한 시스템이 주류를 이루고 있다. SoC는 다양한 개발의 이점을 제공하지만 복잡한 구조와 기능으로 인해 운영체제 없이 개발하기에는 한계가 있다. 이러한 이유로 임베디드 운영체제의 필요성이 대두되고 있다. 임베디드 시스템에는 임베디드 운영체제외에 실시간 운영체제가 사용되고 있다. 실시간 운영체제는 시간 제약을 만족하는 운영체제로 군사장비 분야에서 많이 사용되고 있으나, 현재는 로봇, 자동화 시스템 분야에도 사용되는 추세이다. 그러나 실시간 운영체제는 대부분이 상용이기 때문에 기술 종속적으로 될 수 있으며, 개발비용이 많이 들고 개발의 유연성이 떨어지는 단점이 있다. 본 논문에서는 SoC 기반의 시스템보드에 실시간 임베디드 리눅스를 적용하여 제어시스템을 위한 플랫폼을 구현한다. SoC로는 최근 정보기기 및 제어기기에서 가장 많이 사용되는 SoC 중 하나인 PXA255를 사용하며, 실시간 임베디드 리눅스로는 RTAI를 이용한다. RTAI는 오픈소스이며, 로얄티가 없는 운영체제이다. 시스템 구현을 위해 부트로더를 적용하고, 리눅스 커널에서 하드웨어 의존적인 코드들을 수정한다. 그리고 사용하는 디바이스을 위한 드라이버와 실시간 디바이스 드라이버를 작성하고 최종적으로 파일시스템을 구축한다. 구현된 제어시스템플랫폼의 유용성을 검증하기 위해 모바일로봇에 적용한 후, 실시간 타스크와 비실시간 프로세스간의 차이점을 비교, 분석한다. 실험의 결과로 SoC 기반의 시스템보드와 오픈 소스 실시간 운영체제가 제어시스템플랫폼에 있어서 효과적인 방법임을 보인다. The SoC and digital technology development recently enabled the emergence of information devices and control devices because the SoC present many advantages such like lower power consumption, greater reliability, and lower cost. However, it is nearly impossible to use a SoC without a operating system because the SoC is included with many peripherals and complex architecture. It is required to use an embedded operating system on the SoC, also a Real-Time operating system may used as an embedded operating system for building control systems. So far, the real-time operating system is widely used to implement a real-time system since it meets developer's requirements. However, disadvantages of real-time operating systems include a lack of standards, expensive development, and license costs that become critical since the embedded Linux is available in embedded systems design; embedded Linux is able to overcome their disadvantages. In this paper, the implementation of control system platform and a mobile robot using Real-Time Embedded Linux is described. As a control system platform, we use XScale of a SoC. The Real-Time Embedded Linux, RTAI, is open source and royalty free, and supports various architectures and Real-Time Devices, such like Real-Time CAN, Real-Time Networking for Linux, Real-Time COM. The RATI implements some POSIX. This paper shows the implementation of RTAI on SoC and describes the porting sequence of it. We apply a control system platform to the mobile robot and compared the Real-Time serial driver with Non-Real-Time serial driver. Experimental results show that using RTAI is able to build Real-Time control system with powerful functionalities of Linux.

전기 유압 서보계의 특성개선에 관한 연구

우종억 경희대학교 1992 국내석사

LQG/LTR 방법을 이용한 직류전동기 제어 시스템 설계

박찬범 경희대학교 대학원 1995 국내석사

압력 이미지 처리에 의한 발의 특성치 인식 방법

황용배 경희대학교 대학원 2002 국내석사

Graffiti, as the form of unified will with human expression desire and easily can be found in anywhere, has been founded on social communication and response to public. Thats why the painters emotional expressions are easily conveyed to an unspecified number of the general public. Graffiti has not been bound by a certain rule or form, but has been developed its own modeling. Further more, Graffiti has expanded into illustration that represents the painters faith, value, and feeling in response to the various social problems. In 1980s, keith Haring(1958∼1990) was active, the skepticism and criticism about Modernisms formality have emerged, at the same time, the classical sense of value on the beauty started to collapse. By admitting relativity of equal localism rather than pursue absolute value, not only various styles appeared, but also the discrimination of medium disappeared. In other word, the period of post-modernism, replacing elitism of art with the art of general public, started from this moment. In this circumstance, Keith Haring had tried to convey at that time social issue to the public by actively using Graffitis communicational function one of the Graffitis inherent natures. Like the ancients formulated the communication system while they depict a wall painting, Keith Haring had tried to formulate a new communication system between public and artist while he draw a painting in the wall of subway by making full use of a new modernistic modeling language. And those paintings had many factors of Graffiti illustration. And like the simplified images, as symbolic expression such as letter, symbol, sign, are used in the painting, most of Keith Harings works are composed of the symbolic scrabbling. Keith Haring had his own symbolic and creative world of art by emphasizing the only peculiar feature of object with simple line and developed the image that could move toward public intimately. The work was not on ambiguous painting that the painter only could understand, but a clear painting that a general public could easily understand. The work of Keith Haring, upgrading the simple scribbling into pure art, has played a key role to break down the wall between the public and artist by making full use of Graffiti illustrations special feature. Followings are those reasons why Keith Harings work bears great singificance in the field of painting art. First, Keith Haring has always placed the general public in the first consideration and tired to communicate with general public. Further more, he considered the mass society as the heart of culture, he have tried to find the art, the existing dominant high-class culture, from the field of popular culture. In addition, that his work has played a key role to break down the gap of a high-class art verse a low-class art, a gallery art verse a wall art of subway. Foot, as a supporting base of human body, is very immportant and has essential role during standing and walking those are our everday physical movements. So lots of researches about the foot have been done for clinical purpose and ergonomic needs. Most of those researches are related to pressure distribution between the soles of the feet. Usually force plate or pressure sensor is used to obtain proper characteristic data from foot. But these expensive devices are not easy to attach to the sole of the subjects and it is unnatural for the subject to move with these devices. As one of method of measuring foot, gridded sole image is used. But the obtained image is very hard be recognizable because of the image is composed with the discontinuose points of pixel. In this research, an efficient edge detection algorithm with a gridded sole image and the method of finding characteristic properties of foot are studied. There moving method of background noise of the raw image is proposed. Also an algorithm to find the real edge of a gridded sole image is proposed. The applying result of the proposed algorithm shows much faster by 20∼30 times than the usual mean filter edge detection algorithm. By defining characteristic feature with the acquired edge, characteristic properties of foot can be obtained. After applying the proposed method to experiment, we have proved that the rate of recognition is high and obtained characteristic values are reliable.