A Quantization Algoritthm without Accumulative Error = 누적 오차를 갖지 않는 양자화 알고리즘

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 오차누적을 방지할 수 있는 양자화 알고리즘을 제시한다. 디지털 제어 시스템에 있어, 양자화는 디지털 컴퓨터의 제한된 워드크기 때문에 피할 수 없다. 계산된 결과를 양자화하는 과정에서 발생하는 오차는 그 결과들을 그대로 사용할 때에는 오차범위가 양자화 오차범위내에 있어 문제가 되지 않는다. 그러나 그 결과들을 누적하여 사용할 때에는 그 누적오차는 누적 데이터의 수가 증가할수록 같이 커지게 된다. 이러한 누적오차의 증가는 정밀 공작기계나 로봇, 자율이동체등의 제어에 있어, 심각한 문제를 야기한다. 이를 해결하기 위해, 제한된 누적오차를 갖는 양자화 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 누적오차의 증가를 억제하는 귀환루프를 갖는 것이 특징이다. 제안된 알고리즘이 누적오차를 양자화 오차범위내로 제한할 수 있다는 것을 증명하고, 컴퓨터 모의 실험결과를 통해 제안된 알고리즘의 효과를 검증한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, a quantization algorithm by which the accumulative error can be prevented is presented. In digital control system, the quantization cannot be avoided because of the finite word length of digital computer. The error due to quantization of the computed values may be tolerable in case of directly using them. In case of using the accumulated values, the error between sum of the original values and that of the quantized values become larger as the number of the values to be summed increases. Such a increasing accumulative error is critical for the control of precise NC machine, robots and autonomous vehicles. To solve this problem, a quantization algorithm with bounded accumulative error is considered. Basically, the algorithm is based on feedback loop by which the increasement of accumulative error can be prevented. The boundness of the algorithm is proven and a simulation result shows the validity of the algorithm.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction
• 2. Problem Statements
• 3. Proposed Algorithm
• 3.1. Type 1 Quntization
• 3.2. Type 2 Quntization
• 4. Simulation
• 4.1. Motion planning
• 4.2. Simulation results
• 5. Concluding Remarks
• References