Taylor 다항식에 의한 선형 시변 시스템의 효과적인 해석

이해영,변증남,Lee, Hai-Young,Bien, Zeung-Nam 대한전자공학회 1988 전자공학회논문지 Vol. No.

본 논문의 Taylor 다항식에 의해 선형 시변 시스템을 해석하는 한 효과적인 방법을 제안한다. Sparis와 Mouroutsos에 의한 방법은 구해야 할 상태 벡타가 닫혀진 형태(closed form)로 구해지지 않고 또한 사용하는 항이 증가할 때 큰 차원의 선형 대수 방정식을 출어야 하는 문제점을 가지고 있다. 반면에 본 논문에서 제안된 방법은 상태 벡타가 닫혀진 형태로 구해지며 선형 대수 방정식을 풀 필요가 없다. This paper presents an efficient method of analyzing linear time-varying systems via Taylor polynomials. While the approach suggested by Sparis and Mouroutsos gives an implicit form for unknown state vector and requires to solve a linear algebraic equation with large dimension when the number of terms increases, the method proposed in this paper shows an explicit form and has no need to solve any linear algebraic equation.

다중 모델을 이용한 비선형 시스템의 예측제어에 관한 연구

신승철,변증남,Shin, Seung-Chul,Bien, Zeung-Nam 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.38 No.2

본 논문에서는 신경회로망 기반의 다중 모델을 이용한 예측제어 방법에 간하여 기술한다. 플랜트의 특정한 피라미터 값들에 대해 다중의 모델을 구성하고, 이들 중 현재 시간에서 최적의 예측 값을 제공하는 모델을 스위칭 기법으로 선택한다. 선택된 모델의 예측 값을 기반으로 비선형 프로그래밍 방법으로 현재 시간에서의 제어 입력 값을 구하여 예측제어를 수행한다. 제안한 방법을 시간지연 값이 변하거나 매개변수 값이 가변하는 시스템에 적용하여 그 유용성을 보이고, 부하가 변동하는 자기부상열차 시스템의 부상제어에 이용한 모의 실험 결과를 보인다. In the paper, we propose a predictive control scheme using multiple neural network-based prediction models. To construct the multiple models, we select several specific values of a parameter whose variation affects serious control performance in the plant. Among the multiple prediction models, we choose one that shows the best predictions for future outputs of the plant by a switching technique. Based on a nonlinear programming method, we calculate the current process input in the nonlinear predictive control system with multiple prediction models. The proposed control method is shown to be very effective when a parameter of the plant changes or the time delay, if it exists, varies. It is also shown that the proposed method is successfully applied for the control of suspension in a electro-magnetic levitation system.

신경 최적화 회로망을 이용한 두 대의 로보트를 위한 최소시간 충돌회피 경로 계획

이지홍,변증남,Lee, Ji-Hong,Bien, Zeung-Nam 대한전자공학회 1990 전자공학회논문지 Vol. No.

공간상에 움직여야할 길이 주어진 두 대의 로보트의 속도계획 문제를 두 단계의 부문제로 나누어 각각의 독립적으로 다루는 방법을 도입하여 최소시간 속도계획 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 i) 로보트가 각자의 길을 따라 이동한 거리를 두 축으로하는 코오디네이션 공간이라는 2차원 공간을 구축하고 이공간상에서 충돌을 피할 수 있도록 코오드네이션 곡선을 선정하고, ii)선정된 곡선을 따라 최소시간을 보장하는 속도계획을 하는 두 단계의 문제중 두 번째 단계의 문제에 대해 로보트의 동력학 및 각 관절의 최대 회전속도등을 고려하여 최적해를 구하는 방법을 제안하였다. 또한 신경 최적화 회로망의 이론을 응용하여 간단한 반복 계산 알고리듬으로 최적해를 구하였다. 제안된 방법은 두 대의 SCARA형 로보트의 경로계획의 예로 시뮬레이션하여 유용성을 보였다. A collision-free trajectory planning for two robots with designated paths is considered. The proposed method is based on the concept of decomposing the planning problem into two steps: one is determining coordination of two robots, and the other is velocity planning with determined coordination. Dynamics and maximum allowable joint velocities are also taken into consideration in the whole planning process. The proposed algorithm is converted into numerical calculation version based on neural optimization network. To show the usefulness of proposed method, an example of trajectory planning for 2 SCARA type robot in common workspace is illustrated.

영상특징을 이용한 로봇의 시각적 구동 방법

장원,정명진,변증남,Jang, Won,Chung, Myung-Jin,Bien, Zeung-Nam 대한전자공학회 1990 전자공학회논문지 Vol. No.

본 논문에서는 시각정보에 의하여 로봇을 제어하기위해 영상으로부터 추출되는 feature를 이용하는 한 방법을 제안한다. 특별히 feature에 대한 수학적인 정의를 제안하였으며 로봇의 움직임과 feature vector의 미소한 변화 사이의 관계를 기술하였다. 이 과정에서 feature jacobian matrix와 그의 gene-ralized inverse가 사용되었다. 로봇 자유도의 수보다 많은 feature를 사용하면 visual servoing의 성능을 향상시킬 수 있었다. 여러 예를 통하여, 본 논문에서 제안된 방법이 유효함을 보였다. This paper proposes a method of using image features in serving a robot manipulator. Specifically, the con-cept 'feature' is first mathematically defined and then differential relationship between the robot motion and feature vector is derived in terms of Feature Jacobian Matrix and its generalized inverse. Also, by using more features than the number of DOFs of the robot, the visual servoing performance is shown to be improv-ed. Via various examples, the method of feature-based servoing of a robot proposed in this paper is proved to be effective for conducting object-oriented robotic tasks.

CAD 데이타를 이용한 용접용 로보트의 최적 교시

이수영,정명진,변증남,Yi, Soo-Yeong,Chung, Myung-Jin,Bien, Zeung-Nam 대한전자공학회 1990 전자공학회논문지 Vol. No.

한 대의 자동차에는 많은 용접자들이 분포하므로 각 로보트에 할당되는 용접점의 수가 커지는데, 전체 공정에서 용접 작업이 차지하는 시간을 줄이기 위해서 용접 순서를 적절하게 계획할 필요성이 있다. 본 논문에서는 점 용접용 로보트의 효과적인 교시를 위한 오프라인 프로그래밍 방법을 제안한다. 이는 용접 로보트와 작업 대상물과의 충돌을 고려하여, 충돌 회피를 보장하며 최단 거리를 갖는 용접 순서를 계획하는데에 고전적인 TSP 알고리듬을 변형하여 적용한 것으로서 자동차 용접 작업에 응용한다. 또한 작업을 계획아는데에 필요한 모델 데이터로 기존의 일반적인 CAD 시스템과 그의 데이터를 이용할 수 있도록 하므로써, 데이터 베이스의 구축을 한층 용이하고 또 정교하게 할 수 있다록 한다. 자동차 생산 공정의 한 예에 본 교시 방식을 적용하므로써, 이의 효율성을 보인다. Since a number of welding points are distributed in an automobile part, the number of welding points alloted to each robot are large. So, there is an increasing need of an optimal sequence planning to minimize the total welding time. In this paper, an off-line programming scheme for effective teaching of a spot welding robot is presented. A collision free, optimal welding sequence planning is done through applying the modified Traveling Salesman Problem algorithm. Also, a data extraction method from an existing general CAD system is presented for reuse of the existing exact model data produced by a model designer and easy constructing the world model data base. The result show that the proposed system could enhance the efficiency of spot welding robot in automobile industry.

연구발표논문초록 ( 화학공정 (Ⅱ) ) : CSTR 의 최적제어에 있어서 급수 근사해

이지태 (정),변증남 ( Jie Tae Lee,Zeung Nam Bien ) 한국화학공학회 1984 추계총회초록집 Vol.- No.-

연구발표논문초록 ( 에너지 , 환경 및 Process ) : 화학 공정의 최적제어 문제를 풀기위한 collocation 기법의 응용

이지태(정),변증남 ( Jie Tae Lee,Zeung Nam Bien ) 한국화학공학회 1984 춘계총회초록집 Vol.- No.-

TV 자막 신호를 이용한 한글 수화 발생 시스템의 개발

김대진,김정배,장원,변증남,Kim, Dae-Jin,Kim, Jung-Bae,Jang, Won,Bien, Zeung-Nam 대한전자공학회 2002 電子工學會論文誌-CI (Computer and Information) Vol.39 No.5

본 논문에서는 TV 자막 신호를 이용한 한글 수화 발생 시스템을 다룬다. TV 자막 방송 프로그램에 포함된 자막 신호는 자막 신호 복호화기(Caption Decoder)를 이용하여 PC로 전송된 후, 한글 수화의 특성에 적합하게 개발된 형태소 분석기를 통하여 의미 있는 단위로 나누어 진다. 분석된 형태소는 3차원 수화 애니메이션 데이터로 변환되어 3차원 한글 수화 발생기를 통하여 시각적으로 표현된다. 특히, 실시간 처리가 가능하도록 각종 전처리 기법들에 기반한 형태소 분석기를 제안하였다. 개발된 시스템은 실제 자막 방송 프로그램에 적용되어 그 유용성을 검증하였으며 실제 농아인들의 사용에 의하여 그 실용성을 검증하였다. In this paper, we propose TV caption-based KSL(Korean Sign Language) generation system. Through TV caption decoder, this caption signal is transmitted to PC. Next, caption signal is segmented into meaning units by morphological analyzer in considering specific characteristics of Korean sign language. Finally, 3D KSL generation system represents the transformed morphological information by 3D visual graphics. Specifically, we propose a morphological analyzer with many pre-processing techniques for real-time capability. Our developed system is applied to real TV caption program. Through usage of the deaf, we conclude that our system is sufficiently usable compared to conventional TV caption program.

비최소 위상 시스템에 대하여 오프셋(offset) 제거 기능을 가진 자기 동조 제어

나종래(Jong-Ray Na),변증남(Zeung-Nam Bien) 제어로봇시스템학회 1986 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 Vol.1 No.10

컴퓨터 그래픽스를 이용한 사각보행로보트의 기구적 해석

최병욱,임준홍,정명진,변증남,Choi, Byoung-Wook,Lim, Joon-Hong,Chung, Myung-Jin,Bien, Zeung-Nam 대한전자공학회 1988 전자공학회논문지 Vol. No.

보행로보트에 있어서 다리의 기구적 특성은 안정도, 에너지 효율 및 걷는 영역 등에 영향을 준다. 보행로보트 중에서 안정도 여유가 비교적 큰 사각보행로보트는 보폭이 크다. 그리고 수직운동과 수평운동이 서로 분리되어 있는 팬토그래프 구조의 다리를 갖는 보행로보트는 기구적인 복잡성으로 인하여 움직임을 예상하기가 어렵게 된다. 따라서, 보행로보트의 3차원적인 이동을 해석하기 위하여 그래픽스를 이용한 방법이 중요하게 쓰일 수 있다. 본 논문에서는 서로 다른 조인트 구동방식을 갖는 세 개의 사각보행로보트를 모델링하고, 각각에 대하여 몸의 중심으로 표시된 경로로써 작업지시를 하여 걷는 모습을 애니메이션 함으로써 그 기구적인 특성을 해석할 수 있게 하였다. 그리고 회전걸음이나 옆걸음을 위하여 다리 제어를 하였고, 조인트의 이동에 대한 정보를 위하여 Sun-3 시스템에서의 윈도우를 이용하였다. The stability, energetic efficiency and walking volume are affected by the geometric structure of legs of a walking robot. A quadruped walking robot is considered to have large stability margin among the walking robots and pantograph leg permits large walk stroke and mutually independent vertical and horizontal movements, but the kinematic characteristics are difficult to analyze. Graphical method may be useful to characterize three dimensional legged motion of the pantograph mechanism. We present the modelling method for three different quadruped robots with pantograph legs that have different joints mechanism. The modeled robots are animated by a path that is planned with respect to the center of body. In particular, graphical animation incorporates leg control to rotation and side walking and uses the window of Sun-3 system for displaying joint information.