장력제어 기능을 갖는 환편기 제어 시스템의 설계

여희주(Yeo Hee ?Joo),김재원(Kim Jae Won),김병호(Kim Byoung Ho) 제어로봇시스템학회 2001 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2001 No.10

지하매설 배관의 탐사 및 도장을 위한 로봇시스템 개발

여희주(Hee-Joo Yeo),성문현(Mun-Hyun Sung) 대한전기학회 2007 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2007 No.4

자기장 센서를 이용한 웨어러블 조이스틱 장치의 개발

여희주(Hee-Joo Yeo) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.1

산업 전반에 걸쳐 자기장 센서에 대한 연구나 제품개발이 많이 진행되어져 왔다. 하지만 이런 제품의 단가를 낮추기 위해서는 초기 개발단계에서부터 자기장 필드와 자기장 센서의 특징과 최종제품의 특징들을 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 특히, 자기장 필드는 비선형 데이터를 처리하는 계산이 복잡하여 실제로 사용하고 응용하기에는 매우 어렵기 때문에, 이렇게 측정된 자기장 센서값들을 정확하게 계산하기 위해서는 고가의 장비나 복잡한 알고리즘이 필요한 추세였다. 하지만, 본 논문에서는 기존 조이스틱의 특징을 이해한 상태에서 자기장 센서의 고유한 특성과 특징을 소개하면서, 자기장 센서를 사용하는 웨어러블 조이스틱을 개발하기에 적합하고 간단하면서도 기능을 충족하는 디자인 및 개발방법들을 제시하였다. 특히, 기존 조이스틱의 기계적인 특징과 자기장 센서의 특성을 서로 잘 고려한 후에, 기존 조이스틱의 본질적인 문제인 기계적인 마모와 문제점들을 해결하고자 기계적 구성이나 선들이 필요없는 자기장 센서를 이용하여, 저가의 웨어러블 조이스틱 장치의 디자인 및 개발 할 수 있는 설계요소 및 방법들을 소개하였다. 본 논문의 개발결과로 실제 사용자 테스트를 수행하여, 본 논문의 장비를 처음 접하는 사용자들도 쉽게 이용하여 기존 조이스틱과 같이 정확하게 제어할 수 있음을 보였다. There has been demand for many magnetic sensor applications, and to develop low-cost devices, it is critical to accurately understand the behavior of the magnetic field and the characteristics of magnetic sensors and target devices during initial development phase. The magnetic field has been known to have very complicated nonlinear data to calculate, so it has required expensive computing machines or research to accurately calculate the magnetic sensor values. However, this paper introduces a characteristic of a magnetic sensor called the giant magnetoresistance (GMR) and proposes simple and sufficient approaches to develop a wearable joystick device using a magnetic sensor. Particularly, this paper introduces the design factors for how to properly develop a low-cost wearable joystick device using magnetic sensors after carefully considering the mechanism of a real joystick and the characteristics of magnetic sensors. As a result, user test results are provided to show how users can operate this new wearable joystick device.

IMS를 위한 로봇 군 제어방법 : 이종 협조 로봇의 톱질 작업

呂熙珠(Hee-Joo Yeo),徐一弘(Il Hong Suh),李秉周(Byung-Ju Yi),吳尙錄(Sang-Rok Oh) 대한전기학회 1999 전기학회논문지A Vol.48 No.4

단일 물체 조작을 위한 두 협조 로봇의 협조제어

여희주(Hee-Joo Yeo) 제어로봇시스템학회 2000 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.6 No.2

지하매설 배관의 보수를 위한 로봇시스템 개발

여희주(Yeo Hee-Joo) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.3

국내의 배관시설은 약 30년이 지난 지금 배관의 노후화에 따른 부식 및 결함 등이 나타나기 시작하고 있다. 저비용 고효율의 노후관 갱생을 위한 배관 로봇시스템 개발에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 배관의 탐사, 표면처 리와 도장기술 및 열악한 작업환경에서의 고장에 강인한 로봇시스템 구성은 배관 로봇의 중요한 요인으로 알려져 있 다. 지하매설 배관의 관리는 경제적 부담과 고도의 기술이 요구되는 실정에 업체에서 쉽게 대응하기 어려운 실정이 다. 이러한 이유로 인하여 본 논문에서는 로봇의 노후관 탐사, 표면처리 및 도장이 가능한 로봇 시스템을 개발하였다. 개발된 로봇은 벽면 압착방식을 이용하여 구동력 및 작업을 위한 견인력을 확보하였다. The pipe laid underground more than three decades ago are already starting to reveal the problem like corrosion. There have been many studies to design robotic system for a cost-effective revival of old pipes. And the ability to inspect in the pipes, the ability to treat and repaint the pipes and the fault-tolerant robotic system are well known important factors for the robotic system. It's real hard part to manage the underground pipes for companies because it needs high technical and too much money. According to this reasons, in this paper, we had design an in-pipe robotic system having abilities to inspect outworn pipes, to treat and paint old pipes. This new robot system is pressing wall type robot, and it has a good carrying power for working.

최적제어 기법을 이용한 밸런싱 로봇 제어기의 설계

여희주(Hee-Joo Yeo),박훈(Hun Park) 대한전자공학회 2014 전자공학회논문지 Vol.51 No.2

본 논문에서는 밸런싱 로봇의 동역학적 모델의 해석으로부터 기울기와 조향이 독립되어 있어 서로 영향을 받지 않는 것을 증명하고, 다변수 시스템에 적합한 제어기로써 두 개의 최적 LQR 제어기 구조를 갖는 제어시스템을 제안하였다. 또한 제안한 제어시스템의 성능을 입증하기 위하여 밸런싱 로봇의 자세제어에 적용하여 모의실험과 실험을 수행하였고, PID 제어기와의 비교평가를 통하여 그 우수성을 검증하였다. In this paper, we get state equations based on wheel’s rotation, tilt and steering are independent each other in balancing robot. Accordingly, we propose two LQR controllers which are appropriate for rotation and steering control of a balancing robot. And its superiority and appropriateness are demonstrated by a comparison to a PID method. Simulation results verify the possibility of upright balancing, rectilinear motion and position control. Moreover, experimental results show that it guarantees the performance to apply the two LQR controllers to balance the robot.

마이크로프로세서를 기반으로 한 섬유공정에서의 장력제어 시스템 설계

여희주(Yeo Hee-Joo) 한국산학기술학회 2007 한국산학기술학회논문지 Vol.8 No.6

현재까지 다양한 연속적인 공정시스템은 섬유, 제지 및 인쇄 등 많은 산업응용 분야에서 사용되고 있다. 이러한 응용분야에서 공정처리를 받고 있는 제품에 가해지는 장력은 원료의 공급속도와 생산되는 제품의 방출 속도간의 속도차에 의해 변화될 수 있다. 특히, 섬유공정에서 공급속도와 방출 속도간의 속도차나 관성효과에 의해 발생되는 장력변동은 제품의 품질을 저하시킬 수 있다. 따라서 섬유공정에서 이러한 요인들에 의해 발생되는 장력 변동을 적절한 방법에 의해 보상하는 것은 매우 중요한 문제이다. 본 논문에서는 이리한 문제를 해결하기 위하여 섬유공정에서 많이 사용되고 있는 환편기 시스템에서의 장력제어 문제를 다루고자 한다. 먼저 일반적인 연속공정의 권취 메커니즘에 대한 장력 관계식을 모델링한다. 다음은 환편기 시스템에서 풀림롤과 감김롤을 효율적으로 구동하기 위하여 풀림롤과 감김롤간의 속도차와 관성특성을 고려한 새로운 장력제어 방법을 제시한다. 다양한 실험을 통하여 제안된 장력제어 방법이 주어진 환편기 시스템의 공정구간에서의 장력제어 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다. Up to now, various continuous-processing systems are used in many industrial applications such as textile machines, paper-making machines, printing machines, and so on. In these applications, the tension forced on the products in the control volume can be changed according to the velocity difference between the feeding roll and the delivery roll. Specially, the tension variation generated by the velocity difference, or the inertial effect can decreases the quality of the products in the textile process. In this paper, the tension control problem in a circular knitting machine system is treated to cope with these problems. Firstly, the tension relationship in the winding mechanism of general continuous-processing systems is modeled. Next, to effectively drive the feeding and delivery rolls in the circular knitting machine system, a new tension control method is presented by considering the inertia compensation and the velocity difference between the feeding roll and the delivery roll. Through the experimental works, it is shown that the proposed tension control method can be used to improve the performance of tension control in the control volume of the given circular knitting machine system.

외란 제어 제어기를 이용한 강인 제어기의 설계

여희주(Yeo Hee-Joo) 한국산학기술학회 2006 한국산학기술학회논문지 Vol.7 No.2

본 논문에서는 시스템 파라미터의 변동이나 모델의 불확실성 및 외부 외란 등에 강인한 외란 관측기에 기초 로 한 강인 제어기의 설계를 제안한다. 제어기는 두 개 루프의 구조를 갖는 모델기반 보상기와 궤환 제어기 구조로 구성되어 있다. 내부 루프 보상기는 내외부의 외란을 제거하고, 외부 루프 궤환 제어기는 주어진 사양을 만족하도록 하는 역할을 수행한다. 결과적으로, 제안한 강인 제어기를 이용함으로써 외란에 대해 시스템을 안정화 시킬 수 있으며, 제어 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다. This paper proposes the design of a robust controller based on disturbance observer which is strong to variation of system parameters, uncertainty of models or external disturbance. The controller consists of a mode based compensator and a feedback controller based on two-loop structure. The compensator in the internal-loop removes internal and external disturbances and a feedback controller in the external loop achieves performance along with given specifications. As a result, it shows that the proposed robust controller can stabilize a system against disturbance and improve controlling performance.

손목운동 측정을 위한 손목 자기장 센서의 모델링 및 캘리브레이션

여희주(Hee-Joo Yeo) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.4

최근 웨어러블 장치와 IoT 기술들이 다양하게 개발 및 상용화되면서, 이에 발맞추어 다양한 종류의 센서 들이 개발되었고, 이런 새로운 종류의 센서들이 실생활에서 다양하게 접목되면서 다양한 응용 제품들이 개발되어 왔다. 새로운 센서 기술들이 현실화되면서 의학분야에서도 많이 적용되고 있으며, 특히 자기장 센서는 의학분야에서 다양한 목적으로 활용되어져 왔다. 본 논문에서는 소형의 영구자석과 이를 측정하기 위한 자기장 센서를 활용하여 손목의 재활 훈련이나 운동량을 측정하는 모델과 방법을 제시하고자 한다. 자석과 자기장 센서 사이에는 전기적인 선들의 연결이 없이도 자석과 자기장 센서 사이의 자기장을 측정할 수 있어, 이렇게 측정된 자기장 값들을 실제 자석과 자기장 센서간의 거리로 환산하여 측정할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 자기장의 특징은 그 자체만으로도 비선형적인 자기장이 생성되기 때문에, 자기장 센서 패드와 손목동작의 비선형 모델로 인하여, 아주 복잡한 모델과 많은 계산이 요구하게 된다. 따라서 본 논문에서는 이런 구현상의 어려운 단점들을 보완하고 정확한 장기장센서 데이터를 측정하기 위하여, 손에 설치된 자석과 손목에 설치된 자기장 센서를 모델링하고 캘리브레이션하는 방법을 제안한다. Recently, as various wearable devices and IoT technologies have emerged and been applied to real applications, various sensors have been developed to satisfy their purposes and applied. In even In medical applications, IoT technologies have been applied gradually, and particularly, magnets and magnetic sensors have already been playing an important role in the medical industry. In wrist rehabilitation, this kind of sensor technology has enabled us to easily and conveniently measure wrist movement and gestures because there are no tangled lines required between the magnet and sensor. However, one of the drawbacks is that nonlinear output is generated because of the characteristics of a magnetic field. Also, the movement of the wrist joint involves small bones, and so it is not easy to simply model the movement. In order to resolve these issues and accurately measure sensor data, a calibration procedure is inevitable in the measurement. Thus, this paper proposes a practical model and simple calibration methods for measuring the distance between a magnet and a magnetic sensor.