TSK 퍼지 시스템의 안정도 해석

강근택(Geuntaek Kang),이원창(Wonchang Lee) 한국지능시스템학회 1998 한국지능시스템학회논문지 Vol.8 No.4

TSK 퍼지 시스템을 이용한 퍼지 PID 제어기 설계

강근택(Geuntaek Kang),오갑석(Kabsuk Oh) 한국지능시스템학회 2014 한국지능시스템학회논문지 Vol.24 No.1

TSK 퍼지 시스템의 뛰어난 성능을 일반 산업 현장에서 가장 많이 사용되고 있는 PID 제어기에 접목시켜, 비선형 시스템의 제어가 가능하고 강인성이 뛰어난 퍼지 PID 제어기의 설계를 제안한다. TSK 퍼지 제어기는 TSK 퍼지 모델로부터 극 배치법을 이용하여 설계되며, 비선형 시스템의 제어에서 시스템의 응답이 원하는 응답과 같아지도록 하는 뛰어난 능력이 있으나 구조가 복잡하여 산업 현장에서 사용되기에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 구현하기 간편한 PID 제어기의 형태를 하면서, TSK 퍼지 제어기의 도움을 받아 설계되는 퍼지 PID 제어기를 제안한다. 즉, 먼저 비선형 시스템의 TSK 퍼지 제어기를 설계하고 그 TSK 퍼지 제어기의 제어 시뮬레이션으로부터 얻은 데이터를 이용하여 제안하는 퍼지 PID 제어기를 설계한다. 제안하는 제어기를 연속시간 비선형 시스템과 이산시간 비선형 시스템의 예제에 적용시켜 제어 시뮬레이션을 하였다. 그 결과 기존의 선형 PID 제어기로는 제어가 원만하지 않았으나 제안하는 제어기로는 원하는 응답 형태와 거의 같은 응답을 보이는 제어가 가능함을 알 수 있었다. In this paper, an algorithm to design fuzzy PID controllers is proposed. The proposed controllers are composed of fuzzy rules of which consequences are linear PID controllers and are designed with help of TSK fuzzy controllers. TSK fuzzy controllers are designed from TSK fuzzy model using pole assignment and have outstanding ability making the output response of nonlinear systems similar to the desired one. However, because of its structure complexity the TSK fuzzy controller is difficult to be used in industry. The proposed controllers have PID controller structure which can be easily realized, and are designed by using the data obtained from control simulations with TSK fuzzy controllers. To verify the proposed algorithm, two example simulations are performed.

퍼지와 신경망을 이용한 이동로봇의 냄새 인식 및 추적

이재연(Jaeyeon Lee),강근택(Geuntaek Kang),이원창(Won Chang Lee) 한국지능시스템학회 2009 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.19 No.2

본 논문에서는 실내 환경에서 발생 할 수 있는 각종 냄새를 구분하고 농도를 검출하여 발생지로의 탐색 기능을 가진 로봇을 구현 하였다. 온도변화에 따라 구동 되는 반도체식 가스센서를 이용하여 에탄올, 암모니아 및 이들의 혼합가스를 신경망 알고리즘을 통해 구분 하였으며, 퍼지 추론방식을 사용하여 이들의 농도 측정이 가능 하도록 후각 기능을 구현 하였다. 또한 비전 시스템을 이용하여 목적지로의 안정적인 이동을 가능하게 하였다. 비전 시스템과 후각 센서를 이용한 알고리즘으로 실내 환경에서 냄새의 종류 구분 및 농도 측정, 그리고 발생지로의 탐색방법을 제시 하였다. 실제 로봇을 이용한 실험을 통하여 기존 방식보다 뛰어난 냄새 인식 및 농도검출, 그리고 냄새 발생지로의 탐색 알고리즘의 효용성을 입증 하였다. This paper represents a mobile robot, which can recognize desired odor, measure concentration, and track its source indoors. The mobile robot has the function of smell that can sort several gases such as ammonia, ethanol, and their mixture with neural network algorithm and measure each gas concentration with fuzzy rules. In addition, it can navigate to the desired position with vision system by avoiding obstacles. We suggest the way of odor sorting, concentration measurement, and source tracking using a new algorithm with vision system and gas sensors. The experimental studies prove that the efficiency of the proposed algorithm for odor recognition, concentration measurement, and source tracking is superior to the existing one.

퍼지 PID 제어기에 의한 리워크 시스템의 온도제어

오갑석(Oh, Kab-Suk),강근택(Kang, Geuntaek) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.10

BGA 또는 SMD 형태를 갖는 반도체 칩을 인쇄회로 기판에 장착/제거 등의 수리작업에 사용되는 리워크 시스템은 작업 대상물의 손상을 줄이기 위해 열풍 토출구의 온도를 정밀하게 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 비선형 시스템인 리워크 시스템의 열풍 온도 제어를 위해 TSK 퍼지 규칙으로 구성되는 퍼지 PID 제어기 설계 방법을 제시한다. 먼저 제안하 는 제어기의 설계 알고리즘을 제시하고, 리워크 시스템에 적용하여 제어기를 설계하는 과정을 보인다. 제안한 제어기의 성능 을 확인하기 위하여 온도 제어를 실험한 결과, 제안 방법의 최소자승오차는 9.44로서 일반적으로 사용하는 PID 제어기를 사용한 경우의 오차인 15.88보다 설정온도에 잘 수렴함을 보였다. Rework systems are the equipment used to install or remove semiconductor chips with BGA or SMD forms in printed circuit boards. The rework systems have hot air outlets. At the outlets, precise temperature control is needed to avoid heat shock. The aim of this paper was to suggest a new controller for temperature control at the hot air outlets. The suggested controller was a fuzzy PID controller. The fuzzy PID controllers were composed of TSK fuzzy rules and had outstanding ability for nonlinear systems control. This paper reports the design algorithm of fuzzy PID controllers, and the design process of the fuzzy PID controller for the temperature control of the outlets. Temperature control experiments were performed to verify the ability of the suggested controller. As a result, the RMS of the proposed method is 9.44 and the general method is 15.88. The experiments showed that the temperatures at the outlet using the suggested fuzzy PID controller followed the desired ones better than the commonly used PID controller.

지능형 컨테이너 시스템의 구현과 퍼지 논리를 이용한 정보처리

손상혁(Sang Hyuk Son),강근택(Geuntaek Kang),이원창(Won Chang Lee) 한국지능시스템학회 2009 한국지능시스템학회논문지 Vol.19 No.3

최근 물류산업에 가장 중요한 부분인 컨테이너의 내부를 모니터링하여 보다 나은 물류시스템을 구현하고자 하는 노력이 많이 전개되고 있다. 본 논문에서는 지능형 컨테이너 시스템과 퍼지 논리를 이용하여 컨테이너 내부 상황을 인식하고 위험 상황을 판단할 수 있는 정보처리 시스템을 구현하였다. 지능형 컨테이너 시스템의 경우 모형 컨테이너에 ZigBee 노드를 부착하여 컨테이너 내부의 상태를 무선 환경에서 모니터링 할 수 있게 하였다. 또한 컨테이너 내부 상태에 대한 많은 데이터를 분석하여 내부 상황을 인식하고 위험 상황을 예측할 수 있는 정보처리 시스템을 퍼지 논리와 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템인 InTouch를 이용하여 구현하였다. The recent trend of logistics demands for improved monitoring system of the inside of containers including current temperature and other environmental conditions. This paper presents an information processing technique with fuzzy logic that recognizes the current situations inside the target container and can be implemented on intelligent container systems. The ZigBee modules are used to collect information such as temperature, humidity, and shock inside the container in ubiquitous environment. The information processing system using fuzzy logic and the In Touch , one of SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) systems, is implemented to monitor the inside of the container and predict the emergency state.

감성공학 기법을 이용한 냉장고 온도 제어

강윤석(Yun-Seog Kang),정성욱(Seong-Wook Jeong),김재인(Jae-in Kim),이홍원(Hong-Won Lee),강근택(Geuntaek Kang) 한국지능시스템학회 1996 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.6 No.1

센서 네트워크 기반 지능 로봇의 냄새 인식 및 추적

이재연(Jaeyeon Lee),강근택(Geuntaek Kang),이원창(Won Chang Lee) 한국지능시스템학회 2011 한국지능시스템학회논문지 Vol.21 No.1

본 논문에서는 실내 환경에서 발생 할 수 있는 각종 냄새를 구분하고 농도를 검출하여 냄새 발생지로의 탐색과 이에 관련된 정보를 전송하는 지능 로봇을 구현 하였다. 온도변화에 따라 구동 되는 반도체식 가스센서를 이용하여 에탄올, 암모니아 및 이들의 혼합가스를 신경망 알고리즘을 통해 구분하고, 퍼지 추론방식으로 농도 측정이 가능한 후각 기능을 구현 하여 탑재함과 동시에 비전 시스템을 이용하여 장애물 회피 이동이 가능하게 하였다. 또한 로봇은 센서 네트워크 내에서 동작하며 유해 가스 및 냄새 관련 정보와 이에 따른 경고 메시지를 멀티홉 방식으로 네트워크 내 다른 노드로 전송한다. 비전 시스템과 후각 센서를 이용한 알고리즘으로 냄새의 종류 구분 및 농도 측정, 발생지 탐색이 가능 하였고 센서 네트워크내 동작으로 이러한 정보전송이 가능한 로봇을 제시 하였다. 실제 실험을 통하여 냄새 인식 및 농도검출, 그리고 냄새 발생지로의 탐색 알고리즘 및 정보전송 성능의 효용성을 입증 하였다. In this paper, we represent a mobile robot which can recognize chemical odor, measure concentration, and track its source indoors. The mobile robot has the function of smell that can sort several gases in experiment such as ammonia, ethanol, and their mixture with neural network algorithm and measure each gas concentration with fuzzy rules. In addition, it can not only navigate to the desired position with vision system by avoiding obstacles but also transmit odor information and warning messages earned from its own operations to other nodes by multi-hop communication in wireless sensor network. We suggest the way of odor sorting, concentration measurement, and source tracking for a mobile robot in wireless sensor network using a hybrid algorithm with vision system and gas sensors. The experimental studies prove that the efficiency of the proposed algorithm for odor recognition, concentration measurement, and source tracking.

거리 측정 센서와 단일 비전 시스템을 이용한 자율 주행

서강래(Ghang-Lae Seo),강근택(Geuntaek Kang),이원창(Wonchang Lee) 한국지능시스템학회 2009 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.19 No.2

이동 로봇이 급속도로 발달하고 있는 가운데 미지의 환경에서의 경로제어를 위한 위치추정은 여전히 큰 관심사가 아닐 수 없다. 거리측정센서를 이용한 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)시스템은 정밀도가 떨어지고 스테레오 비전을 사용한 Vision Based SLAM의 경우는 많은 연산으로 인해 고사양의 시스템을 요구하므로 본 논문에서는 적은 메모리를 사용하는 단일 카메라의 영상과 거리 측정 센서인 IR 센서, 그리고 스텝 모터의 스텝수를 이용한 odometry 보정방식을 혼합하여 로봇의 위치를 추정하였다. 또한 장애물과 목적지의 정확한 구분을 위하여 SIFT(scale Invariant Feature Transform)알고리즘을 적용시켰다. 맵의 구성을 2차원으로 하여 연산이 줄어들므로 실시간성이 향상되었고 Vision Based SLAM의 높은 사양을 대처하였다. Due to the rapid development of mobile robots the location estimation in the unknown environment for path tracking has been a core technology in robot navigation system. SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) system with distance measurement sensor has low precision and stereo vision based SLAM requires high-end computing systems. In order to overcome these drawbacks we propose a new localization system with single camera, IR sensors, and odometry correction method. In addition we used SIFT(scale Invariant Feature Transform) algorithm to distinguish the destination and the obstacles as exactly as possible. and the destination of the exact distinction SIFT (scale Invariant Feature Transform) algorithm was applied. Configuration of two-dimensional map requires less operation time, improves real-time processing and can replace the vision based SLAM to some extent.

컨테이너 크레인을 위한 퍼지상태제어기의 설계

주문갑(Moon G. Joo),강근택(Geuntaek Kang),이원창(Wonchang Lee) 제어로봇시스템학회 2004 제어로봇시스템학회 합동학술대회 논문집 Vol.2004 No.12

인터넷을 이용한 이동로봇의 원격 운용 시스템

박태현(Taehyun Park),강근택(Geuntaek Kang),이원창(Wonchang Lee) 제어로봇시스템학회 2002 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.8 No.3