모델 기준 슬라이딩 모드 제어기의 기준 모델 설계

변경석,Byun, Kyung-Seok 한국융합신호처리학회 2007 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.8 No.4

모델 기준 제어(MRC)는 플랜트가 주어진 기준 모델의 거동을 추종하도록 플랜트를 제어하는 제어 기법이다. 기준 모델은 플랜트가 추종할 이상적인 궤적을 제공한다. 지금까지 많은 종류의 MRC가 제안되었지만, 본 논문에서는 모델 기준 슬라이딩 모드 제어(MRSMC)에 대해 제어 대상 플랜트가 불확실성을 갖는 단일 입출력 2차 시변 선형 시스템인 경우에 대해 연구를 수행하였다. 본 논문에서 MRSMC를 위한 기준 모델의 설계 방법이 제안하였다. 제안된 방법은 제한된 제어 입력, 기준 입력, 시스템 파라미터에 대한 정보를 사용하여 기준 모델을 선정한다. 이러한 선정 결과는 고정된 기준 모델의 선정, 계단 입력 인가시의 가변 기준 모델 갱신, 매 샘플링 시간마다 순간 기준 모델의 갱신 등으로 이용할 수 있다. 모터의 위치 제어 시스템에 대한 시뮬레이션 결과는 제안된 방법의 효용성을 보여준다. Model reference control is control method such that overall response of a plant plus controller approaches that of a given reference model. The reference model provides desired trajectory the plant should follow. There are many kinds of control methods in MRC. However, this paper focuses on Model Reference Sliding Mode Control. The plant of these controls is an uncertain and linear system varying in time, of second order, and with SISO. In this paper, a design scheme of reference model is proposed for MRSMC. The scheme determines reference model based on the information on bounded control inputs, reference inputs and system parameters. It is used to choose a Fixed Reference Model in the process of controller design, to update Variable Reference Model when stepwise reference inputs change and to update Instant Reference Model at every sampling time. The simulation results show that the proposed method yields better control performance than the conventional MRC subject to the stepwise reference input when applied to the position control system for motor system.

제어신호가 제한된 모델기준제어를 위한 가변기준모델

변경석(Kyung-Seok Byun),송재복(Jae-Bok Song) 제어로봇시스템학회 2000 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.6 No.3

가변 바퀴 배치 기구부를 갖는 4륜 전방향 이동로봇의 무단변속기 제어

변경석(Kyung-Seok Byun),송재복(Jae-Bok Song) 대한기계학회 2002 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2002 No.5

An omni-directional mobile robot equipped with four independent omni-directional wheels can perform 3<br/> DOF motion and has one redundant DOF. This redundancy can be used to drive the mechanism enabling the<br/> wheel arrangement to vary, which can function as a continuously -variable transmission (CVT). The variable<br/> wheel arrangement mechanism is proposed to increase the range of velocity ratio for the CVT from the wheel<br/> velocities to robot velocity, which may improve performance of the mobile robot. In this research, a control<br/> method for CVT using VWAM, which considers efficiencies of the motors, is discussed. And various tests<br/> have been conducted to demonstrate the validity and feasibility of the proposed method.

12주간 즉각적인 운동학적 자료를 제공한 보행훈련이 여성 노인들의 보행 균형 능력 향상에 미치는 영향

변경석(Byun, Kyung-Seok),오은영(Oh, Eun-Young),최혜원(Choi, Hye-Won),신성휴(Shin, Sung-Hyu) 한국체육과학회 2013 한국체육과학회지 Vol.22 No.2

This study aims to examine the effects of the gait training providing immediate kinematical data for 12 weeks for the improvement of the elderly female’s gait balance ability. The subjects of this study were the Training Group (TG, n=10) and Control Group (CG, n=10). For an examination of this research, the repeated measures ANOVA was conducted by using SPSS 18.0. The conclusions of this research are summarized as follows: 1. After a gait training for 12 weeks, TG, CG showed significant increase of the gait velocity, and there was no difference between groups; 2. After the 12-week gait training, the difference in both feet step time rate was significantly decreased in TG compared to CG; 3. After the 12-week gait training, the difference in feet stride rate was significantly decreased in TG compared to CG; and 4. After the 12-week gait training, the difference in the time required for both feet stance phase did not show a significant result, but the difference in the time required for both feet swing phase was significantly decreased in TG compared to CG. As a result of the study, gait training conducted by TG that provided with immediate kinematical data was more effective than general gait training conducted by CG for the improvement of the gait balance ability.

고정식 부력을 이용한 염도 및 수위 측정 방식에 대한 연구

양승영,변경석,Yang, Seung-Young,Byun, Kyung-Seok 한국융합신호처리학회 2020 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.21 No.1

염전의 자동화 시스템 구성을 위해서는 증발지의 염도 및 수위 측정이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 2개의 고정된 부력체의 부력을 측정하여 함수의 염도 및 수위를 동시에 측정할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 측정방식은 측정 장치가 함수에 잠기게 될 때 주부력체와 비교부력체의 부력을 측정하고, 두 부력의 합과 차를 통해 염도와 수위를 동시에 측정하는 것이다. 부력의 측정에 기계적인 움직임이 없어서 뻘이 포함된 염전의 환경에서 측정 오류와 유지보수가 필요성을 줄일 수 있다. 제안된 방법을 적용하여 염전의 증발지에서 원격으로 염도 및 수위를 동시에 측정할 수는 있는 시스템을 개발하였다. 여러 수준의 염도를 갖는 기준함수를 사용한 측정 실험을 통하여 염도 오차 0%, 수위 오차 2mm의 결과를 얻고, 제안된 염도 및 수위 측정 장치의 유효성을 확인하였다. 개발된 염도 및 수위 측정 장치를 활용하여 자동화 시스템을 구성할 경우 노동력 절감 및 작업 환경 개선과 생산성 증진이 기대된다. To make an automated system for a salt field, it is necessary to measure the salinity and water level of the evaporation site. In this paper, a method to simultaneously measure the salinity and water level by measuring the buoyancy forces of two fixed buoyancy bodies is proposed. The proposed measurement method measures the buoyancy of the main part and reference part when the measuring device is immersed in the salty water, and simultaneously measures the salinity and water level through the sum and difference of the two buoyancy forces. Since there is no mechanical movement in the measurement of buoyancy, measurement errors and maintenance needs can be reduced in the mudy environment of salt field. By applying the proposed method, we developed a system that can simultaneously measure salinity and water level remotely at the evaporation site of a salt field. Through a measurement experiment using a reference salty water having various levels of salinity, the results of a salinity error of 0% and a water level error of 2mm were obtained, and the effectiveness of the proposed salinity and water level measuring device was verified. When an automated system is constructed using the developed salinity and water level measuring device, labor reduction, work environment improvement, and productivity improvement are expected.

벽이 있는 용접 환경을 위한 용접선 검출 시스템 개발

박용균,변경석,Park, Young-Kyun,Byun, Kyung-Seok 한국융합신호처리학회 2010 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.11 No.4

선박 블록의 용접 공정에서는 용접선의 양쪽 끝이 벽에 의해 막혀있는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 벽이 있는 환경에서 맞대기 용접의 자동화를 위한 용접선 검출 시스템을 개발하였다. 용접선 검출 시스템은 벽에서 캐리지의 위치를 측정하고, 초층의 용접선을 검출하게 된다. 시스템은 레이저 변위센서와 초음파센서로 구성되어 있다. 레이저 변위센서는 모터에 의해 회전 왕복 운동하며 용접 모재까지의 거리를 측정하게 되고, 초음파센서는 양쪽 벽면까지의 거리를 측정한다. 초음파센서로 측정된 거리정보를 활용하여 용접선의 X(주행)좌표와 용접 시작 및 끝 위치를 판별한다. 그리고 레이저 변위센서에 의해 측정된 거리정보와 센서의 자세정보를 활용하여 용접선의 Y(위빙), Z(높이)좌표를 검출하게 된다. 용접선 검출 시스템은 용접 캐리지와 독립적인 구동을 위해 DSP를 이용하여 별도의 제어기를 구성하였다. 용접 도중 용접선 검출 시스템과 용접 토치(Torch)와 간섭을 피하고, 측정 불가능한 구간이 발생하지 않도록 용접선 검출 시스템을 캐리지의 양쪽에 부착할 수 있게 설계하였다. 최종적으로 용접 캐리지에 부착하고 실험을 수행하여 개발된 용접선 검출 시스템의 효용성을 확인하였다. Both ends of welding line are often closed by wall in the welding of ship blocks. In this research, seam tracking sensing system for butt welding in the condition with wall was developed. Seam tracking sensing system measures position of carriage from wall and detects root-pass of welding line. The system consists of the laser displacement sensors and ultrasonic sensors. The laser displacement sensor reciprocal1y rotates by the motor and measures a distance from laser sensor to the welding material. The ultrasonic sensor measures a distance between welding system and walls. The distance measured by the ultrasonic sensor is used to get X(driving) position and to determine initial and end point of the weld line. Y(weaving) and Z(height) of the weld line are obtained by the distance measured by the laser displacement sensor and the orientation of the sensor. The sensing system includes the controller that is independent from the welding carriage. The seam tracking sensing system is attached to both side of welding carriage so that interference between welding torch and sensing system can be avoided during the welding. And both side sensing system minimize dead zone. Finally, developed sensing system was adhered to welding carriage and verified usefulness by experiments.

이동로봇을 위한 고정밀 도킹센서 개발

윤남일,최종갑,변경석,Yoon, Nam-Il,Choi, Jong-Kap,Byun, Kyung-Seok 한국융합신호처리학회 2011 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.12 No.4

다양한 환경에서 작업을 수행하고 있는 아동 로봇이 작업을 수행하며 목표지점으로 정확하게 이동하가 위해서는 정밀한 위치 측정 시스템이 필요하다. 본 논문에서 특정 위치에서 이동로봇의 정밀한 위치 측정을 위한 새로운 고정밀 도킹센서를 제안하였다. 제안된 도킹 센서는 Linear CCD와 2개의 초음파 센서로 구성되어 있다. 도킹 센서는 단순한 마크가 있는 평면과 센서 사이의 횡방향 위치 (x)와 종방향 위치 (y), 각도(${\theta}$)를 측정한다. 2개의 초음파 센서는 각센서의 거리정보를 이용하여 종방향 위치와 각도를 측정하고, Linear CCD는 횡방향 위치틀 측정한다. 전방향 이동로봇에 적용하여 제안된 센서의 성능을 확인하였다. 실험 결과로부터 종횡 lmm 이내, 각도 $0.2^{\circ}$ 이내의 반복정밀도를 갖는 고정밀의 도킹 센서 성능을 확인할 수 있었다. 제안된 도킹 센서는 이동로봇의 정밀한 도킹에 활용될 수 있다. Mobile robots performed various missions in various environments. In order to move to target precisely, the mobile robots need a precise position sensing system In this paper, a new high precision docking sensor is proposed. Proposed docking sensor consists of linear CCD(charge coupled device) sensor and ultrasonic sensors. The docking sensor system can measure lateral position(X), longitudinal position(Y) and angle(${\theta}$) between the sensor and flat target with simple mark. Two ultrasonic sensors measure two distances which can be converted to longitudinal position and angle. Linear CCD sensor measures lateral position using center mark of the target. To verify performance of the sensor, the sensor is applied to an omnidirectional mobile robot. Several experimental results show highly precise performance of the sensor. Repeatability of the docking sensor is less than 1mm and $0.2^{\circ}$. Proposed docking sensor can be applied for precise docking of mobile robot.

제한된 제어 입력을 갖는 시스템에 대한 시간 지연 제어기의 설계

송재복(Jae-Bok Song),변경석(Kyung-Seok Byun) 제어로봇시스템학회 1999 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.5 No.2

단일 입출력으로 모델링한 에어컨 시스템의 MPC를 이용한 실내 온도의 제어

조항철(H. C. Cho),변경석(K. S. Byun),송재복(J. B. Song) 대한설비공학회 1999 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.1999 No.-

자동차 근접 주차센서를 활용한 보행자 안전 경고등 개발

유진호(You, Jin-Ho),이영호(Lee, Youngho),변경석(Byun, Kyong Seok),조두연(Cho, Doo Yeoun) 한국HCI학회 2020 한국HCI학회 학술대회 Vol.2020 No.2