https://scholar.gist.ac.kr/handle/local/7960 2025-12-08T05:04:48Z https://scholar.gist.ac.kr/handle/local/19903 Title: 움직임 제약조건과 측정치가 부족한 상황에서의 경사하강법 기반 비순환 최소 퍼시스턴스 그래프를 가진 편대 제어 Author(s): In-Chan Ryu Abstract: The study focuses on distributed formation control, a field actively explored in multi-object cooperative control. This control method establishes formations in a global coordinate system based solely on information from each agent's local coordinate system. Particularly in formations where the sensing and actuation topology follow a directed graph, the acyclic persistent graph is widely employed, ensuring convergence through various formation control theories such as gradient descent techniques. Nevertheless, challenges arise when forming a formation with a ground-dependent wheel mobile robot and a drone with an additional degree of freedom perpendicular to the ground. The gradient descent technique exhibits limitations, generating control inputs impractical for the wheel mobile robot. Furthermore, existing formation controllers pose difficulties when applied to agents with non-holonomic constraints, assuming a single integrator model for ease of deployment. Geometric constraints may also emerge based on the attached sensor type, making convergence challenging. Additionally, if complete sensing information required for the gradient descent controller is unavailable, an estimation algorithm must be devised. This paper addresses gradient descent-based triangle formation control in scenarios involving heterogeneous robots with motion and visibility constraints and insufficient sensing information. The absence of sensing information regarding the locations of other agents is addressed through a distance-based gradient descent adaptation law. Even in cases where a basic gradient descent formation controller fails to achieve the control goal without violating constraints, assurance of convergence is provided by introducing a mode algorithm. This algorithm effectively partitions and applies inputs generated from information obtained from each agent so as not to violate constraints and achieve control goals. The proposed algorithm's efficacy was validated through simulations and experiments. 2023-12-31T15:00:00Z https://scholar.gist.ac.kr/handle/local/19901 Title: 광각 고해상도 라이다를 위한 왕복 회전 스캐너 개발 Author(s): Cho Youngjoon Abstract: 라이다의 스캐너로 폴리곤 스캐너를 사용한다. 폴리곤 스캐너는 한 방향으로 회전하여 속도제어에 용이한 장점으로 인해 주로 사용된다. 하지만 미러면의 개수에 의해 성능이 결정되기 때문에 성능 구현에 제약이 있고 스캐닝 각도에 따라 송신빔이 미러면의 중심에서 벗어나기 때문에 송수신효율이 저하되는 문제가 있다. 또한 미러면의 개수가 늘어날수록 스캐닝 시 차지하는 면적이 늘어나는 문제가 있다. 성능 구현의 제한이 없고 송수신 효율, 사이즈 측면에서 유리한 왕복회전 스캐너로 라이다 광학계를 구성하였다. 왕복회전 스캐너는 방향을 역전할 때 진동이 발생하여 라이다 각도 분해능 성능의 저하가 발생할 수 있다. 진동은 방향이 역전되는 가속구간에서 가장 크게 발생하고 등속구간과 감속구간을 거쳐 점점 작아진다. 따라서 등속구간에서는 진동이 라이다 성능에 영향을 주지 않도록 진동의 크기를 최소화 하는 입력 프로파일을 생성하였다. 또한 왕복 회전 스캐닝 방식은 감속구간과 그 다음 가속구간이 시간,공간적으로 밀접해 있기 때문에 진동이 적은 감속 구간에서 측정한 데이터로 진동이 큰 가속 구간에서 측정한 데이터를 대체할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 전체 스캐닝 각도 중 95%이상의 구간에서 각도 분해능 성능을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 이와 같은 결과를 통해 추후 개발한 라이다 스캐닝 광학계를 신호처리부에 연결하여 라이다 포인트 클라우드 이미지를 통해 실험 결과를 검증할 예정이다. 또한 왕복 회전 스캐너에 PID 제어를 적용하여 진동을 줄일 수 있는지 파악하고자 한다. 2023-12-31T15:00:00Z https://scholar.gist.ac.kr/handle/local/19899 Title: XGBoost algorithm to predict heat transfer coefficient for saturated flow boiling in mini/micro-channels Author(s): 노현석 Abstract: The heat transfer coefficient in saturated flow boiling in mini/micro-channels is a critical factor in the cooling design of high-heat-flux devices. This study proposes a method to accurately predict the heat transfer coefficient in saturated flow boiling using the XGBoost(eXtreme Gradient Boosting) machine learning algorithm. The database used in this study consists of 11,096 pre- dryout data points obtained by removing 1,878 post-dryout data points from a total of 12,974 data collected from 37 sources, employing an XGBoost incipience dryout prediction model. The dataset encompasses 18 working fluids, hydraulic diameters raning from 0.19 mm to 0.65 mm, mass flow rates from 19.45 kg/m2s to 1,608 kg/m2s, and saturation temperatures from -40℃ to 201.37 ℃. When implementing the XGBoost prediction model, training features were selected based on Permutation Feature importance(PFI) and SHapley Additive exPlanations(SHAP) values, and the optimal combination of hyper-parameters was determined using Optuna. The XGBoost model developed in this study, using 8 training features(Pr_f, x_di, Bo, P_red, Pr_g, rho_r, Fr_fo, h_r), achieved a Mean Absolute Percentage Error(MAE) of 7.05%, demonstrating superior predictive performance compared to existing empirical correlations and other machine learning algorithms, including AdaBoost, Gradient Boosting, and ANN. This research confirms that the XGBoost algorithm is an effective and reliable tool for predicting the heat transfer coefficient, overcoming the limitations of existing correlations and providing performance under various operating conditions. 2024-12-31T15:00:00Z https://scholar.gist.ac.kr/handle/local/19898 Title: Wireless Electrical Power Delivery Using Light through Soft Skin Tissues under Misalignment and Deformation Author(s): Jimin Seo Abstract: 인체 삽입 의료기기는 인체 내부에서 실시간 지속적인 모니터링 및 정밀 치료를 제공할 수 있어 개발이 활발히 이뤄지고 있다. 용량에 한계가 있는 배터리 대신 이러한 의료기기가 다양한 기능을 수행하기 위해서는 외부에서의 지속적인 에너지 공급이 가능해야 한다. 최근 빛 에너지를 받아 전기적 에너지로 변환시킬 수 있는 태양전지를 이용한 방법이 연구되고 있다. 하지만 태양 빛을 에너지원으로 사용하면 날씨나 계절에 영향 받고 실내 활동 시 제약이 있어 저희 그룹에서는 태양전지에 언제 어디서나 빛을 공급할 수 있도록 LED 배열로 이루어진 피부에 부착할 수 있는 유연성 광원 패치를 개발했다. 그러나 불투명하고 변형할 수 있는 피부를 사이에 두고 태양전지와 광원 패치의 오정렬 및 변형에 의한 전기적 성능 변화에 대한 분석은 보고된 바가 없다. 본 논문에서는 시스템의 실제 활용에서 발생할 수 있는 오정렬, 이식 깊이 및 변형에 따라 태양전지와 외부 광원 패치의 전기적 성능 특성에 관한 연구 결과를 보고했다. 실험의 경우 실제 인체 삽입 환경을 모사하기 위해 태양전지를 돼지 피부 아래에 위치하여 성능을 평가했다. 연구 결과를 통해 전력 생산량이 삽입 깊이와 오정렬의 증가로 인해 감소되는 것을 측정했다. 그러나, 더 넓은 광원 패치를 사용하면 오정렬에 의한 전력 성능 감소가 완화되는 것을 확인했다. 마지막으로 변형의 경우 방향이나 굽힌 정도와 관계없이 평평 했을 대비 10% 내의 감소가 일어남을 알 수 있다. 본 연구를 통해 얻은 특성 결과는 빛을 사용하는 무선 전력 전송 시스템의 상용화를 위한 설계에 중요하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.|Providing sustainable electrical power to medical electronic implants is key to enabling the diverse functions of implants and to avoiding repetitive replacement surgeries of depleted batteries. Subcutaneous photovoltaic energy harvesting with an external light source patch can be a reliable approach that provides sufficient power using light. However, from a practical perspective, aligning the external light source patch over opaque skin by patients may affect the amount of delivered electrical power. The amount of delivered power may also be affected by the deformation of the light source and receiver patches by thin skin layers. In this paper, we present an experimental and analytical study on the performance of a power implant under an animal skin depending on the implantation depth, lateral misalignment with the external light patch, and bending radius and direction. The results provide important characteristic data that are required for the design of wireless power transfer systems for medical implants. 2021-12-31T15:00:00Z