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성상만(Sang Man Seong) 한국자동차공학회 2006 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-
A navigation system using a velocity sensor and a magnetic compass is designed for automobile. With conventional inertial navigation sensors such as gyroscope and accelerometer, a velocity sensor and a magnetic compass is included to prevent the increment of navigation errors. The suppression of navigation error is performed through a Kalman filter. The simulation results show that the velocity and position errors are efficiently suppressed and the proposed design can be used in a automobile navigation system.
특이값분해를 이용한 PMSM 드라이버 인버터 스위치의 고장 진단 및 분리
성상만(Sang Man Seong) 제어로봇시스템학회 2018 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.24 No.6
Motors are important actuators these days and the fault issues on it are very important for the economy and safety. This paper proposes a new fault detection and isolation method for motor drive inverter switch and it is applied to the PMSM driver. This method is based on the SVD (Singular Value Decomposition) of closed loop motor control system transfer function in frequency domain. The current command which is the input of the closed system is expressed as the linear combination of the right singular vector of the SVD. The parameter vector which perform the linear combination can be also acquired from the out current with the operation of right singular vector and singular value matrix on it. When fault occurs in inverter switch, the parameter vector acquired from current command is different from the one acquired from the output current. This property enables us to detect the fault in inverter switch. And the proposed method can isolate the fault, which means the group of faulted switch is identified. Through simulation, the validity and usefulness are presented.
자이로의 불규칙 혼합잡음을 고려한 보조항법시스템 칼만 필터 설계
성상만(Sang Man Seong),강기호(Ki-Ho Kang) 한국항공우주학회 2006 韓國航空宇宙學會誌 Vol.34 No.4
??불규칙 혼합잡음의 등가 ARMA 모델 표현을 사용하여 자이로의 불규칙 혼합잡음을 고려하는 보조항법시스템 칼만필터 설계 방법을 제안한다. 필터 설계 절차는 먼저 보조항법 시스템에 사용되는 필터는 간접 되먹임 칼만필터임을 고려하여 등가 ARMA 모델로 표현된 자이로 불규칙 잡음의 시간 차분을 구한다. 다음으로 시간 차분된 ARMA 모델을 상태 방정식으로 표현하는데 AR과 MA 차수에 따라 두 가지로 나누어진다. 먼저 AR 차수가 큰 경우 가제어 혹은 가관측 특이형태를 사용한다. MA 차수가 큰 경우에는 몇 단계 이후의 예측치를 상태변수로 하는 상태방정식을 사용하는데, 이때 자이로 출력을 보상하는 값에 따라 다시 고차수 필터와 저차수 필터로 구분된다. 마지막으로 자이로 불규칙 잡음을 보조항법시스템 칼만필터에 포함시켜 최종적인 필터 모델을 얻는다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 고차수 및 저차수 필터 모두 혼합잡음을 백색잡음으로 간주한 기존의 필터보다 항법오차를 감소시킬 수 있음을 보임으로써 그 효용성을 제시한다. Using the equivalent ARMA model representation of the mixed random errors, we propose Klaman filter design methods for aided INS(Inertial Navigation System) which contains the gyroscope mixed random errors. At first step, considering the characteristic of indirect feedback Kalman filter used in the aided INS, we perform the time difference of equivalent ARMA model. Next, according to the order of the time differenced ARMA model, we achieve the state space conversion of that by two methods. If the order of AR part is greater than MA part, we use controllable or observable canonical form. Otherwise, we establish the state apace equation via the method that several step ahead predicts are included in the state variable, where we can derive high and low order models depending on the variable which is compensated from gyroscope output. At final step, we include the state space equation of gyroscope mixed random errors into aided INS Kalman filter model. Through the simulation, we show that both the high and low order filter models proposed give less navigation errors compared to the conventional filter which assume the mixed random errors as white noise.
다중 트림 상태를 고려한 소형 터보샤프트 엔진의 센서 고장 검출
성상만(Sang Man Seong),이인석(Ihnseok Rhee),유혁(Hyeok Ryu) 한국추진공학회 2008 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2008 No.11
다중 트림 상태에서 헬리콥터용 소형 터보샤프트 엔진에 부착된 센서의 고장을 검출하기 위한 방법을 제시한다. 먼저 헬리곱터의 엔진, 로터, 되먹임(feedback) 제어루프가 포함된 비선형 모델을 구하고 다중 트림 상태에서의 선형 모델을 추출하였다. 고장 검출 방법은 칼만필터에 기반한 방법을 채용하였는데 트림 상태가 변화할 때에 필터의 추정값이 연속적으로 변화하도록 상태변수 초기값을 재구성하였다. 또한 어떠한 센서가 고장이 일어났는지 구분할 수 있도록 어떤 센서의 고장을 검출한 다음 문제가 없는 경우 다음 센서의 고장 검출을 수행하는 단계적인 방법을 사용하였다. 시뮬레이션을 통하여 제시한 방법이 다중 트림 상태에서 각 센서의 고장을 잘 검출함을 보였다. A sensor fault detection method for small turbo shaft engine considering multiple trim conditions is proposed. This engine is used in a helicopter. Firstly, under multiple trim conditions, we derive the linearized models from a nonlinear model which includes engine, rotor and feedback control loop. As a fault detection method, we adopt the Kalman filter based method. To keep continuity of estimates between the changes of trim conditions, we reconfigure the initial values of state variables at trim changes. We detect the faults with two steps that when the first filter does not alarm the faults for some sensors, the second filter is runned for other sensor. Via some simulations we show that the proposed method works well under multiple trim conditions.
무선통신을 이용한 관성센서 및 수동센서 장착 무인기들의 협력 항법
성상만(Sang Man Seong) 제어로봇시스템학회 2013 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.19 No.2
A cooperative navigation method for cooperative flight of UAVs is proposed. The commonly used navigation method for UAVs is based on GNSS measurements. However, when it is not available by jamming or other causes, an alternative method is needed. In this paper, it is shown that UAVs equipped with inertial sensors, passive sensor and wireless communication link can perform accurate navigation through sharing information with each other. Firstly, the appropriate roles for sensors and wireless communication link are assigned. Secondly, a filter to perform navigation cooperative is constructed. Finally, the boundedness of estimation error of the filter under small initial estimation error is analyzed. The simulation results show that the proposed method can reduce navigation errors effectively.