Hybrid underwater glider Navigation system design and leader-follower Navigation system with Unmanned surface vehicle

A significant concern of the underwater platform is to measure position and posture in the water accurately. However, due to environmental factors, limited use of GPS data is the most critical of the navigation data. For this reason, the navigation system in the water has a larger proportion of the indirect navigation system using the speed and the acceleration, and this method has a large error. To solve this problem, this paper proposes a leader-follower navigation method to measure the position and posture directly in the water. Leader-Follower Navigation is a way of sharing location and distance information of Underwater Vehicle and Surface Vehicle. To do this, each navigation of the underwater vehicle and the Surface Vehicle is required, and a navigation algorithm is needed to connect the two navigation systems to one navigation system. Also, it is necessary to use USBL and underwater communication modem to know the distance between the underwater vehicle and Surface Vehicle. In this study, a hybrid underwater glider was selected as an underwater platform, and a Surface platform was used as a Surface Vehicle. Hybrid underwater gliders designed the control system by applying neural network self - tuning PID control algorithm. And to create hybrid underwater glider navigation, 6 DOF based motion equations and ARS (Attitude Reference System) were designed. ARS is implemented with Ring laser gyroscope, a geomagnetic sensor and extended Kalman filter. The Unmanned Surface Vehicle was implemented by applying GPS based navigation. And the Leader-Follower Navigation, which connects two navigation systems together, is implemented using a neural network-PID parallel controller. To verify the validity of the proposed Leader-Follower Navigation, the simulation was performed using Matlab / Simulink, and experiments were conducted based on the simulation results.제1장 서론 1 1.1 연구배경 1 1.1.1 무인 해양운동체 4 하이브리드 수중글라이더(Hybrid Underwater Gilder) 5 무인 수상선(Unmanned Surface Vehicle) 6 1.2 연구 목표 8 1.3 논문구성 9 제2장 하이브리드 수중글라이더 동력학 모텔 11 2.1 하이브리드 수중글라이더 기구학(Kinematics) 11 2.2 하이브리드 수중글라이더 동력학(Dynamics) 13 2.2.1 부력엔진 역학해석 15 2.2.2 질량 이동 장치 역학 해석 15 2.2.3 유체력 17 2.2.4 유체력을 포함한 하이브리드 수중글라이더 6자유도 운동방정식 22 2.3 하이브리드 수중글라이더의 제어기 설계 24 2.3.1 신경망 PID 제어기를 적용한 하이브리드 수중글 이더 자세제어 알고리즘 24 2.3.2 하이브리드 수중글라이더 제어시스템 설계 26 2.4 하이브리드 수중글라이더의 시뮬레이션 29 2.4.1 기초운동 성능 및 제어성능 시뮬레이션 30 2.4.2 시뮬레이션 결과 34 제3장 무인 수상선의 동력학 모델 41 3.1 무인 수상선의 구조 41 3.2 무인 수상선의 동력학 42 3.2.1 무인 수상선의 동력학 42 3.2.2 유체력 43 3.2.3 유체력을 포함한 무인 수상선의 3자유도 운동 방정식 46 3.3 무인수상선 운동성능 시뮬레이션 47 3.3.1 무인수상선의 기초운동 및 제어 성능 시뮬레션 47 3.3.2 시뮬레이션 결과 46 제4장 하이브리드 수중글라이더와 무인 수상선의 시스템 구성 55 4.1 하이브리드 수중글라이더 제어 시스템 구성 55 4.1.1 제어시스템 구성 55 4.1.2 센서 시스템 구성 64 ARS 실험 및 결과 69 플렛폼 연동 테스트76 4.2 하이브리드 수중글라이더의 항법 시스템 79 4.2.1 하이브리드 수중글라이더의 항법 시스템 설계 79 4.2.2 하이브리드 수중글라이더의 항법 시스템 시뮬레이션 81 4.3 무인 수상선 제어 시스템 구성 85 4.3.1 제어시스템 구성 85 4.1.2 센서 시스템 구성 89 4.4 무인 수상선의 항법시스템 90 4.4.1 무인 수상선 항법시스템 설계 90 4.4.2 무인 수상선 항법시스템 시뮬레이션 92 4.4.3 무인 수상선 항법시스템 테스트 95 제5장 하이브리드 수중글라이더(follower)와 무인 수상선(leader)의 협력항법 98 5.1 협력항법 (leader-follower 항법) 알고리즘 98 5.2 협력항법 시뮬레이션 99 5.2.1 신경망-PID 병렬제어기를 적용한 하이브리드 수중글라이더(follower)의 Heading Angle제어 103 5.2.2 신경망-PID 병렬제어기를 적용한 하이브리드 수중글라이더(follower)의 위치제어 105 5.1.3 협력 항법의 제어 시뮬레이션 결과 107 제6장 결론 114 참고문헌 116Docto

Microleakage of various light-curing pulp capping materials

학위논문 (석사)-- 서울대학교 치의학대학원 : 치의학과, 2014. 2. 장기택.1. 연구 목적 치수가 노출될 정도로 깊은 와동을 형성할 경우 직접 치수 복조 혹은 간접 치수 복조를 이용하여 외부로부터의 자극을 막아주고 치수의 치유를 도와주어야 한다. 이러한 치수 복조의 성공 여부는 재료의 밀폐성에 의존한다. 미세누출에 의한 세균침투는 치수를 자극하고 만성 염증을 일으키기 때문이다. 본 연구에서는 염료 침투 시험을 통해 새롭게 등장한 Resin-modified calcium silicate(Theracal LC, Bisco)의 밀폐 능력을 기존에 사용되던 재료인 Resin-modified calcium hydroxide(Calcimol LC, Voco), Poly-acid modified composite resin(Ionosit, DMG)과 비교해 봄으로써 치수 복조제로서의 성능을 평가해 보고자 하였다. 2. 실험 재료 및 방법 발치된 상아질이 건전한 상하악 대구치 25개의 교합면을 상아-법랑질 경계면까지 편평하게 삭제한 후 1급 와동 39개를 형성하였다. 와동을 임의로 13개씩 3개의 그룹으로 나눈 후 Theracal LC(Bisco), Calcimol LC(Voco), Ionosit(DMG)을 제조사의 지시에 따라 충전하여 광중합 하였다. 광중합이 끝난 모든 치아는 24시간 동안 상온에서 생리 식염수에 보관하였다. 그 후 nail varnish로 와동 경계 1mm를 제외한 모든 표면을 두 겹으로 코팅하고, 상온에서 2% methylene blue 용액에 24시간 동안 담궈 두었다. 치아를 꺼내어 다이아몬드 쏘우를 이용하여 충전된 와동을 장축으로 절단한 후, 광학 실체 현미경을 이용하여 와동의 절단면을 관찰하였다. 각각의 와동에 methylene blue가 침투한 깊이를 확인하여 침투 비율에 따라 점수를 부여하였다. 점수는 최저 0점부터 최고 4점까지 부여되고, 다음과 같이 정하였다. 0 - 침투하지 않음1 - 축벽의 1/3까지 침투함2 - 축벽의 2/3까지 침투함3 - 축벽의 3/3까지 침투함4 - 와동저까지 침투함. 유의성 검정은 일원배치 분산분석을 이용하였다. 3. 실험 결과 치수 복조제의 종류에 따른 염료 침투 등급은 Calcimol LC(Mean 3.85± 0.38), Ionosit(Mean 3.69± 0.63), Theracal LC(Mean 1.92± 1.04) 순으로 나타났다. Theracal은 Calcimol 및 Ionosit과 통계적으로 유의미한 수준에서 차이가 있었다.(F=27.571, p<0.001) 그러나 Calcimol과 Ionosit 간에는 유의미한 차이가 나타나지 않았다.(p=0.867)목 차 Ⅰ. 서론 1 Ⅱ. 실험 재료 및 방법 4 1. 시편 준비 4 2. 평가 및 해석 방법 5 3. 통계 분석 5 Ⅲ. 실험 결과 6 Ⅳ. 총괄 및 고찰 10 Ⅴ. 결론 15 참고 문헌 16 Abstract 20 표 목 차 [Table 1] 5 [Table 2] 6 [Table 3] 6 그 림 목 차 [Figure 1] 7 [Figure 2] 8 [Figure 3] 9Maste

가변 ROV의 HAUV타입 호버링 제어및 수중 항법 시스템 연구

본 연구에서는 수중에서 작업과 주어진 임무를 수행하기 위해 관성 센서와 DVL 및 GPS 센서를 융합하는 복합항법시스템이 요구되며, 가변 ROV의 호버링 AUV 타입에 지자계 센서(IMU) 와 depth sensor의 유기적인 상호 작용을 통한 수중장비의 수심제어 및 자세제어를 연구하여 강인한 수중 자세 제어 알고리즘 연구 및 제어 시스템 연구를 수행하고 호버링 타입의 AUV의 호버링에 최적화 된 데이터를 기반으로 향후 수중 장비의 기본 데이터를 완성 할 것이다. 또한 DVL 과 지자계 센서(IMU), GPS의 센서를 사용하여 신뢰도 높은 데이터를 얻을 수 있는 수중 항법 시스템의 연구를 수행하여 연근해 및 심해에서 임무 수행 및 수중작업이 가능한 수중로봇의 정밀한 제어를 위해 연구하고자 한다.목 차 Abstract 그림목차 표 목차 제 1 장 서론 1 1.1 연구의 필요성 1 1.2 연구 목적 1 제 2 장 가변 ROV의 기구부 구성 3 2.1 가변 ROV의 기구부 구성 3 2.2 추진기 의 성능 검증 6 2.3 추진기 의 성능 결과 8 2.4 추진기의 CFD 해석 10 제 3 장 제어 시스템의 설계 16 3.1 HAUV의 모델링 16 3.2 HAUV의 추력계산 17 3.3 제어시스템의 구성 19 3.3.1 전원시스템의 설계 20 3.3.2 컨트롤시스템의 설계 23 3.3.3 센서 시스템의 구성 27 제 4 장 수중 항법 알고리즘 연구 38 4.1 수중 항법 알고리즘 연구 38 4.2 The extended kalman filter (EKF) 43 제 5 장 HAUV의 호버링 및 항법시스템 의 성능 시험 44 5.1 호버링 제어 알고리즘 및 성능시험 44 5.2 HAUV의 수중 항법 알고리즘 및 성능시험 50 제 4 장 결론 58 참 고 문 헌 5

초기 닭 배자에서 수술로 유발된 개방성 신경관 결손의 복원능력에 대한 연구

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :의학과 신경외과학전공,2000.Maste

초음파모터 구동을 위한 제어 알고리즘 및 회로 설계

학위논문(석사)아주대학교 산업대학원 :정보전자공학과,2013. 8산업화가 진행되면서 다양한 분야에서 구동원에 대하여 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존에 소형화 제품에서는 전자기식 모터가 구동원으로서 많이 사용되었지만 보다 큰 토크를 필요로 하는 제품에 있어서는 초음파 모터가 많이 사용되고 있다. 초음파 모터는 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있지만 SLR 카메라의 고배율 교환렌즈에서 처음으로 적용되어 근래에는 여러 제품에서 적용되고 있는 실정이다. 교환렌즈 시스템에서의 초음파 모터 구동 시스템은 크게 초음파 모터를 제어하는 MCU, 초음파 모터를 구동시키는 구동 회로, 위치를 감지하여 구동 속도 및 방향을 감지하는 감지 센서로 이루어진다. 본 논문에서는 교환렌즈에 적용되어 있는 초음파 모터의 기본적인 구동 원리의 이론적인 고찰에서 시작하여 초음파 모터를 구동하기 위하여 필요한 시스템 설계의 전반적인 내용을 논의할 것이다. 또한 시스템의 이해를 위하여 초음파 모터를 구동하기 위한 제어 알고리즘을 시뮬레이션과 실험을 통하여 검증하고자 한다.논문 요약 (ABSTRACT) Ⅰ. 서 론 1 Ⅱ. 이론적 고찰 4 1. 초음파 모터의 개요 4 2. 초음파 모터의 종류와 구조 6 2.1 초음파 모터의 종류 6 2.2 초음파 모터의 구조 6 3. 초음파 모터의 이론적 고찰 9 3.1 압전 세라믹 방정식 9 3.2 압전 세라믹의 공진 10 3.3 등가 인덕턴스 11 3.4 압전체의 공진 주파수 13 4. 초음파 모터의 구동 원리 14 5. 초음파 모터 등가회로 모델에 의한 특성 해석 19 6. 초음파 모터의 특성 27 Ⅲ. 초음파 모터 구동 시스템 설계 및 제어 29 1. 초음파 모터 구동 시스템 설계 29 1.1 교환렌즈 시스템에서의 초음파 모터 구동 시스템 29 1.2 초음파 모터의 제어 원리 32 2. 초음파 모터의 제어 알고리즘 34 2.1 주파수 제어 알고리즘 34 2.2 충격 감소 제어 알고리즘 36 2.3 온도 보정 제어 알고리즘 40 3. 초음파 모터 구동 회로 설계 41 3.1 MCU(Micro Controller Unit) 41 3.2 구동 드라이버 IC 43 3.3 변위 센서 46 Ⅳ. 회로 시뮬레이션 및 실험 결과 48 1. 회로 시뮬레이션 48 1.1 초음파 모터 구동 회로 48 1.2 GMR 센서 증폭 회로와 슈미트 트리거 회로 57 2. 실험 결과 61 2.1 초음파 모터의 주파수 특성 61 2.2 구동 속도에 따른 구동 회로 특성 63 2.3 온도 변화에 따른 구동 주파수 변화 69 Ⅴ. 결 론 71 참고문헌 72Maste

Load distribution in functional spinal unit with artificial disc; finite element analysis

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :의학과 신경외과학전공,2005.Docto

폐기물 해상처분장 바닥차수층 두께와 투수계수 변화에 따른 오염물질 이동특성

폐기물 해상최종처리장은 오염물질이 외해로 누출되지 않도록 하기 위해서 해저 저면에 바닥차수층이 요구된다. 바닥차수층은 두께와 투수계수 두 지표를 기반으로 하여 성능이 평가되고 있으며 차수성능은 등가의 두께와 투수계수를 가지는 침투시간이 동등한 점성토층이 존재하면 차수층으로 간주하게 된다. 해상처분장과 같이 차수층의 투수성이 낮고 장기간 운영되는 경우에는 이류(advection)·분산(dispersion)에 대한 영향뿐만 아니라 농도구배차이에 의해 오염물질이 이동되는 확산(diffusion) 영향이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 침투시간에 의해 차수성능이 동등한 등가의 두께와 투수계수의 차수층에 대한 유효성을 평가하기 위해 SEEP/W와 CTRAN/W를 수행하여 오염물질 이동특성을 분석하였다. 표준 두께 및 투수계수와 침투시간이 동등한 등가로 산출된 두께가 얇고 투수성이 높은 점토층의 경우 차수효과는 동등하게 확보할 수 있으나 오염물 확산효과에 의해 오염물질 유출 가능성이 상대적으로 높아지는 것으로 나타났다.2

항만인프라 스마트 유지관리를 위한 무인시스템 적용 연구

우리나라 항만의 경우 공용연수 30년이 넘은 노후 항만시설물의 비율이 2019년 기준 약 23%에서 10년 후 47%까지 급증할 것으로 전망하고 있다. 이에 따라 현재 노후화된 시설물을 기존의 인력 중심의 관리 방법으로는 안전관리 및 예방정비에 어려움이 있다. 본 연구는 최근 4차 산업혁명 시대에 IoT, AI 등 지능정보기술을 활용하여 항만 시설물의 안전을 상시 또는 정기적으로 확인 가능하며 시설물 안전정보 이력 관리 및 빅데이터 화를 위한 항만 시설물 상태정보 무인 취득시스템을 적용하고자 한다.2

A study on the microstructure controll and surface ppolishing of diamond film deposited b y hot-filament CVD

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 무기재료공학과, 1994.2, [ 69 p. ]한국과학기술원 : 무기재료공학과