AVR 기반의 LSDM 제어를 위한 효율적인 점등제어 시스템 설계

홍성일,인치호 한국ITS학회 2012 한국ITS학회논문지 Vol.11 No.5

본 논문에서는 AVR 기반의 LSDM 제어를 위한 효율적인 점등제어 시스템 설계를 제안한다. 본 논문은 LSDM 제어을 위한 효율적인 점등제어 시스템의 설계는 I/O 데이터 버스를 위한 신호 제어부와 동작 상태에 따른 클록 신호 제어를 위 한 타이머/카운터부로 구분하여 설계한다. LSDM 제어로직은 효율적인 제어신호 처리를 위하여 각 비트에 논리 값을 지 정하여 DDRx와 PORTx 레지스터를 최적화한다. 그리고 ATmega128의 점등제어 프로그램 실행에 의한 LSDM 제어신호는 제어로직을 동작시켜 LSDM 점등제어가 가능하도록 설계한다. 본 논문에서 제안한 점등제어 시스템은 전력 손실률 감소 효과를 입증하기 위하여, 호스트 PC에서 시리얼을 통해 점등제어 프로그램을 시스템에 다운로드하여 LSDM 제어로직의 점등 상태에 대한 전력 손실률을 측정하였다. 측정한 결과, 기존의 점등제어 시스템보다 제안한 점등제어 시스템은 전체 적인 전력 소모 감소 효과가 있음을 입증하였다. In this paper, we propose an efficient lighting control system design for AVR based LSDM control. This paper, an efficient lighting control system design for LSDM control be design divided as the signal control part for I / O data bus and the timer/counter part for clock signal control according to operating conditions. LSDM control logic be optimization to PORTx and DDRx register by specifying the logical value of each bit for effective control signal processing. And, the LSDM control signal by lighting control program execution of ATmega128 be designed to be LSDM lighting control by control logic operating. In this paper, a proposed lighting control system were measured to power loss rate to proved the power loss reduction about lighting status of LSDM control logic by download the lighting control program to system through serial from host PC. As a measurement result, a proposed lighting control system than the existing lighting control system were proved to be effective to the overall power consumption reduction.

4륜 공기 현가 장치의 제어 및 고장 안전 로직

장인섭(Inseob Jang),김현섭(Hyunsup Kim),이형철(Hyeongchul Lee),신동우(Dongwoo Shin) 한국자동차공학회 2007 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-

This paper proposes height control and failsafe logic for a closed loop four wheel air suspension control system. Based on understanding and researching existing air suspension system, we develop new control algorithm and method. We analyze the air suspension system and classify six modes according to vehicle height. The system inputs consist of vehicle conditions and driver's commands, such as the vehicle speed, the vehicle heights, the steering angle, a mode select switch input and etc. The logic determines target height from input signals and controls actuators such as a compressor, two reversing valves, and four air spring valves. First, the main logic determines target vehicle height and detects the faults of the various parts through the target mode decision logic and the fault detection logic. On results of this logic, it is performed for the target height correction logic, the failsafe logic and determining actuators commands. Finally the vehicle engages to target height. The control logic is developed by model based design method and constructed the simulation environment using Matlab/Simulink and CarSim. To verify suggested control and failsafe logic, simulations are conducted under the reasonable condition.

지능제어를 이용한 평면 여자유도 매니퓰레이터와 환경과의 상호작용에 관한 연구

유봉수(Bong Soo Yoo),김신호(Sinho Kim),조중선(Joongseon Joh) 한국지능시스템학회 2009 한국지능시스템학회논문지 Vol.19 No.3

로봇 매니퓰레이터를 이용한 대부분의 작업은 환경과의 상호작용을 요구하며, 위치제어, 충돌제어 그리고 힘제어로 구성된다. 위치제어는 환경에 도착하는 방법을 의미하고 환경에 접촉하는 순간은 충돌제어 문제를 야기하며, 힘제어는 환경과의 충돌 후에 원하는 힘궤적을 유지하는 것이다. 이러한 세 가지 제어문제는 순차적으로 발생하므로 각각의 제어 알고리즘은 독립적으로 개발되어야 한다. 특히 여자유도 매니퓰레이터에서 이러한 세 가지 제어문제는 독립된 중요한 연구 주제이다. 예를 들어, 관절 토크 최소화와 충격힘 최소화는 여자유도 매니퓰레이터의 대표적인 연구주제이다. 본 논문에서는 단일 작업을 통하여 세 가지 제어문제를 구성하였다. 위치제어는 각 관절의 토크와 토크변화 그리고 충돌 시의 충돌힘 최소화를 위하여 개발되었다. 따라서 충돌제어의 초기조건은 이전의 위치제어 알고리즘으로부터 최적화 되고 그러한 제어 전략은 충돌제어의 결과를 개선시킨다. 유사하게, 힘제어 문제의 초기조건은 이전의 위치제어와 충돌제어로부터 간접적으로 최적화된다. 힘제어 알고리즘은 각 관절 토크와 힘외란 최소화시키는 개념을 사용하였다. 모의실험 결과는 제안된 알고리즘의 타당성을 보여준다. There are many tasks which require robotic manipulators interaction with environment. It consists of three control problems, i.e., position control, impact control and force control. The position control means the way of reaching to the environment. The moment of touching to the environment yields the impact control problem and the force control is to maintain the desired force trajectory after the impact with the environment. These three control problems occur in sequence, so each control algorithm can be developed independently. Especially for redundant manipulators, each of these three control problems has been important independent research topic. For example, joint torque minimization and impulse minimization are typical techniques for such control problems. The three control problems are considered as a single task in this paper. The position control strategy is developed to improve the performance of the task, i.e., minimization of the individual joint torques and impulse. Therefore, initial conditions of the impact control problem are optimized at the previous position control algorithm. Such a control strategy yields improved result of the impact control. Similarly, the initial conditions for the force control problem are indirectly optimized by the previous position control and impact control strategies. The force control algorithm uses the individual joint torque minimization concept. It also minimizes the force disturbances. The simulation results show the proposed control strategy works well.

Type-2 Fuzzy logic에 기반 한 고속 항공기의 횡 운동 제어

송진환(Jin-Hwan Song),전홍태(Hong-Tae Jeon) 한국지능시스템학회 2013 한국지능시스템학회논문지 Vol.23 No.5

항공기의 제어 시스템 설계에 있어 두 가지 어려움이 있다. 즉 항공기의 동적 특성이 비선형 특성을 갖고 있고 그 파라미터 값들이 시간 혹은 비행 조건에 따라 변화하는 시변 특성을 갖고 있다는 점이다. 그럼에도 불구하고 고전적인 제어 이론을 활용한 신뢰성 높고 효율적인 제어 기법들이 계속 개발되어 왔으나 정확한 이론적 분석이 수반되지 않으면 항공기의 성능, 강건성, 그리고 안전성조차도 확보하기 어려운 문제점을 갖는다. 이에 최근에는 퍼지 논리, 신경망, 유전자 알고리즘으로 대표되는 지능 제어 기법을 활용한 항공기 제어 시스템 개발이 시도 되고 있다. 본 논문에서는 기존의 퍼지 논리가 갖고 있는 불확실성에 대한 취약점들을 크게 감소시킬 수 있는 Interval Type-2 퍼지 논리 이론을 기반으로 고속 항공기의 지능형 비행 횡 제어 시스템을 개발하고 컴퓨터 모의실험에 의해 그 효용성을 입증한다. There exist two major difficulties in developing flight control system: nonlinear dynamic characteristics and time-varying properties of parameters of aircraft. Instead of the difficulties, many high reliable and efficient control methodologies have been developed. But, most of the developed control systems are based on the exact mathematical modelling of aircraft and , in the absence of such a model, it is very difficult to derive performance, robustness and nominal stability. From these aspects, recently, some approaches to utilizing the intelligent control theories such as fuzzy logic control, neural network and genetic algorithm have appeared. In this paper, one advanced intelligent lateral control system of a high speed fight has been developed utilizing type-2 fuzzy logic, which can deduce the uncertainty problem of the conventional fuzzy logic. The results will be verified through computer simulation.

제어방법에 따른 실내온열환경 및 에너지 성능 분석

김수연(Su Yeon Kim),송두삼(Doo Sam Song) 대한설비공학회 2017 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.6

Indoor thermal comfort is influenced by environment factors(temperature, humidity, air velocity, radiant temperature, etc) and personal factors(genders, age, clothing, metabolic rate). Set-point temperature control which is widely applied in indoor thermal environmental control uses dry-bulb temperature as a control variable because of its simple and convenience. But this simple method which is not consider other environment factors like humidity, radiant temperature and air velocity can arouse thermal discomfort and energy over-usage. Many researchers proposed the thermal comfort index such as PMV, ET*, SET*, Adaptive model, ASHRAE Comfort Chart and so on. However, these indices are rarely used as a control logic of indoor thermal environment. In this paper, the thermal environment and energy performance of the control logic in school building will be analyzed by simulation method. The results showed that the energy saving effect of Operative temperature control mode is the most effective, while Wet-bulb temperature mode is the best control method in terms of thermal comfort among the analyzed control logic in school buildings.

퍼지로직을 이용한 바이오 클린룸 실내온도 제어알고리즘

한도영(Doyoung Han),신승철(Seungchol Shin) 대한설비공학회 2011 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2011 No.7

In order to recover the heat from the exhaust air of a bio-cleanroom system, an air-to-air heat exchanger is generally used. Due to its lower heat recovery rate and higher maintenance cost, an air-to-air heat exchanger may be replaced by a heat pump. In this study, a heat pump is selected as the heat recovery unit for a bio-cleanroom. The indoor temperature control algorithm, which consists of a supply air temperature setpoint algorithm and a supply air temperature control algorithm, was developed by using a fuzzy and proportional-integral logic. In order to identify the effectiveness of the control algorithm, the standard regulation performance test and the indoor thermal load step change test were performed. Test results showed that the control algorithm was appropriate for the control of an indoor temperature. Therefore, it may be concluded that the indoor temperature control algorithm developed for this study may be effectively applied for the control of the indoor temperature of a bio-cleanroom heat pump air conditioning system.

퍼지논리제어기 설계를 위한 새로운 비퍼지화 방법과 수치 예를 통한 성능 분석

곽상필(Sangfeel Kwak),최병재(Byung-Jae Choi) 한국지능시스템학회 2018 한국지능시스템학회논문지 Vol.28 No.4

최근 우주항공분야 등과 같이 제어대상 시스템은 점점 더 복잡하고, 요구되는 제어 성능의 우수성은 더욱 강화되고 있다. 이러한 요구조건에 부합하는 제어기로 퍼지논리 기반의 지능제어기가 널리 활용되고 있다. 퍼지논리 기반의 지능제어기를 퍼지논리제어시스템이라고 부르며, 퍼지논리제어시스템은 크게 3가지의 구성 요소로 이루어진다. 퍼지화기, 지식베이스와 추론엔진, 그리고 비퍼지화기이다. 여기서 비퍼지화기는 퍼지논리제어시스템에서 추론한 최종 제어 입력인 퍼지 신호를 제어대상 플랜트가 이해할 수 있는 보통 신호 형태의 제어 입력으로 변환하는 기능을 담당한다. 현재 비퍼지화를 위한 알고리즘으로 무게중심법과 간략화된 무게 중심법이 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 퍼지논리제어기를 위한 기존의 주요 비퍼지화 방법을 분석하고, 이를 기반으로 새로운 비퍼지화 방법을 제안한다. 그리고 수치 예제를 통하여 제시한 비퍼지화 방법의 유용성을 확인한다. Recently, control target systems such as an aerospace field are becoming more complicated, and the required control performance is further enhanced. Fuzzy logic based control systems are widely used as controllers that meet these requirements. The fuzzy logic based control system consists of three components: fuzzifier, knowledge base and inference engine, and defuzzifier. Here, the defuzzifier is responsible for converting a fuzzy value, which is the final controlled input inferred from the fuzzy logic control system, into a crisp controlled input which can be understood by the controlled plant. The center of gravity (COG) and the simplified COG methods are widely used as algorithms for the defuzzification scheme. In this paper, we analyze the existing defuzzification schemes for the fuzzy logic based control system and propose a new defuzzification method. And then we confirm the usefulness of the proposed method through a numerical example.

LQR-퍼지논리제어기에 의한 2중 차량 구조 역진자 시스템의 제어

허열(Yue Xu),최병재(Byung-Jae Choi) 한국지능시스템학회 2013 한국지능시스템학회논문지 Vol.23 No.3

임의의 비선형 시스템을 제어하기 위한 새로운 방법의 제어 알고리즘이 널리 보고되고 있으며, 그 유용성을 입증하기 위한 제어 대상 시스템으로 역진자 시스템이 널리 활용되고 있다. 본 논문에서는 스프링으로 연결된 2개의 차량에 장착된 역진자를 제어하는 알고리즘을 제시한다. 여기서 두 개의 차량 중 하나는 구동용, 다른 하나는 역진자를 장착한 무구동용이다. 이를 위한 시스템 모델링을 제시하고, 퍼지논리제어 시스템 기반의 양질의 제어기 설계를 제안한다. 본 논문에서는 퍼지논리제어기의 입력변수로 사용될 6개의 변수를 2개로 축소하기 위하여 LQR(Linar Quadratic Regulator) 기법을 도입하며, 이를 통하여 퍼지논리제어기 설계의 복잡성을 줄일 수 있음을 보인다. 더욱이 개선된 2-입력 퍼지논리제어기의 제어 규칙표가 skew-symmetric의 특성을 가지는 성질로부터 다시 단일입력 퍼지논리제어기 설계를 제안한다. 제안한 방법의 유용성을 입증하기 위하여 시뮬레이션을 수행하며, 이를 통하여 제안한 방법의 우수성을 입증한다. Any new method for controlling a nonlinear system has widely been reported. An inverted pendulum system has typically been used as a target system for demonstrating its usefulness. In this paper, we propose an algorithm to control a flexible joint cart based inverted pendulum system. Two carts are connected with a spring and one is a driving cart and the other is no driving cart with a pole. We here present a system modeling and a good fuzzy logic based control algorithm. We also introduce LQR (Linar Quadratic Regulator) technique for reducing the number of control variables. By using this technique, the number of input variables for a fuzzy logic controller is become only two not six. So the computational complexity is largely reduced. Moreover, a two-input fuzzy logic controller has a control rule table with a skew-symmetric property. And it will lead the design of a single-input fuzzy logic controller. In order to demonstrate the usefulness of the proposed method and prove the superiority of the proposed method, some computer simulations are presented..

대형 토크 제어모멘트자이로의 제어로직 설계 및 실험

이종국(Jong-Kuk Lee),송태성(Tae-Seong Song),강정민(Jeong-Min Kang),송덕기(Deok-Ki Song),권준범(Jun-Beom Kwon),서중보(Joong-Bo Seo),오화석(Hwa-Suk Oh),전동익(Dong-Ik Cheon),박상섭(Sang-Sup Park),이준용(Jun-Yong Lee) 한국항공우주학회 2021 韓國航空宇宙學會誌 Vol.49 No.4

본 논문에서는 제어모멘트자이로 내 짐벌과 모멘텀 휠의 제어로직에 대해 기술하였다. 우선 소모전력과 안정도(이득여유, 위상여유)를 고려하여 모멘텀 휠의 제어로직을 설계하였다. 두 번째로는 진동흡수장치의 공진과 안정도를 고려하여 짐벌의 제어로직을 설계하였다. 세 번째로는 제어 모멘트자이로에서 발생하는 힘과 토크를 측정하기 위한 장치 구성에 대해 기술하였으며, 네 번째로는 모멘텀 휠과 짐벌의 주파수응답 및 시간응답 시험 결과를 나타내었다. 그리고 마지막으로 제어 모멘트자이로를 통해 발생한 힘과 토크를 실험적으로 측정하여 나타내었다. This paper presents the control logic for the momentum wheel and gimbals in the CMG system. First, the design of the control logic for the momentum wheel is described in consideration of the power consumption and stability. Second, the design of the control logic for the gimbals considering the resonance of the vibration absorber and stability is explained. Third, the measurement configuration for the force and torque generated by the CMG is described. Fourth, the results of the frequency and time response test of the momentum wheel and gimbals are shown. Last, the measurements of the force and the torque generated through the CMG are explained.

항공기 종 제어를 위한 Interval Type-2 퍼지논리 제어시스템

조영환(Young-Hwan Cho),이홍기(Hong-Gi Lee),전홍태(Hong-Tae Jeon) 한국지능시스템학회 2015 한국지능시스템학회논문지 Vol.25 No.2

비행 시 외부 조건에 따라 비선형시변 동적특성을 갖는 항공기의 비행제어는 종 제어(longitudinal control)와 횡 제어(lateral control)로 나눌 수 있으며, 종 제어는 승강키(elevator)에 의한 피치(pitch)값, 횡 제어는 에일러론(aileron)에 의한 롤(roll)값과 방향키(rudder)에 의한 요(yaw)값들을 제어대상으로 삼는다. 현재까지 항공기의 안정성, 조종성 그리고 기동성을 보장하기 위한 제어시스템 개발에 많은 연구들이 활발히 진행되어 왔으나, 최근에는 다양하고 복잡한 풍동실험과 환경실험들을 필요로 하는 기존연구들과는 다른 항공기의 지능제어시스템 개발에 관련된 연구들이 이루어지고 있다. 본 논문은 대표적인 지능제어방식인 Interval Type-2 퍼지논리기법에 의한 항공기 종 제어시스템을 제시하고 F-4 제트전투기의 컴퓨터 모의실험을 통해 그 효용성을 입증한다. The flight control of aircraft, which has nonlinear time-varying dynamic characteristics depending on the various and unexpected external conditions, can be performed on two motions: longitudinal motion and lateral motion. In the longitudinal motion control of aircraft, pitch and trust are major control parameters and roll and yaw are control ones in the lateral motion control. Until now, a number of efficient and reliable control schemes that can guarantee the stability and maneuverability of the aircraft have been developed. Recently, the intelligent flight control scheme, which differs from the conventional control strategy requiring the various and complicate procedures such as the wind tunnel and environmental experiments, has attracted attention. In this paper, an intelligent longitudinal control scheme has been proposed utilizing Interval Type-2 fuzzy logic which can be recognized as a representative intelligent control methodology. The results will be verified through computer simulation with a F-4 jet fighter.