• 제목/요약/키워드: $H_{\infty)$ control

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대형급 무인잠수정의 임무의 중요성에 따른 목표 경로점 선정 및 제어를 위한 T-S 퍼지모델 기반 강인 ℋ 제어기 설계 (Allocations and Robust ℋ Fuzzy Control for Waypoints Tracking of Large Displacement Unmanned Underwater Vehicles)

  • 강형빈;이호재;김성훈;박호규
    • 전기학회논문지
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    • 제66권2호
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    • pp.402-408
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    • 2017
  • This paper deals with a robust ${\mathfrak{H}}_{\infty}$ controller design problem for waypoints tracking of large displacement unmanned underwater vehicles (LDUUVs) in Takagi-Sugeno fuzzy form. The LDUUV model uses a rudder to control its horizontal motion. We determine the order of waypoints based on their priorities and consider only surge force. A fuzzy controller in state-feedback form is taken and its design condition of is represented in terms of linear matrix inequalities. A numerical simulation is included to show the effectiveness of the theoretical development.

선형 모터 댐퍼를 이용한 철골 구조물의 진동제어 (Vibration Control of Steel-Frame Structures by a Linear Motor Damper)

  • 문석준;정태영;임채욱;정정교;박진일;김두훈
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.49-58
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    • 2003
  • 본 연구에서는 구조가 간단하고 경제적이며, 보수유지 면에서 능동형 진동제어 장치로서 매우 유리한 장점을 가지고 있는 선형모터 댐퍼(LMD : linear motor damper)를 개발하여 유니슨 기술연구소에 설치된 대형 철골구조물에 적용하였다. 개발된 LMD는 1,500kg의 가동질량을 갖고 있으며, 최대 $\pm$250mm의 변위로 움직일 수 있다. 제어 대상 시험구조물의 최저차 2개 진동형만을 가지는 축소모델을 사용하여 H$_{\infty}$ 제어로직을 설계하였다. 일련의 성능 검증시험을 통해 시험 구조물의 1, 2차 진동형에 대해 가속도 레벨이 약 l0dB 감소함을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 LMD가 풍 및 지진하중을 받는 구조물의 진동제어용 제진장치로서 가능성이 있음을 확인하였다.

주파수 의존형 최적 레귤이터에 의한 크레인 흔들림 제어계 설계 (Swing Motion Control System Design Based on Frequency-shaped LQ Control)

  • 김영복;장지성
    • 동력기계공학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.50-55
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    • 2008
  • In general, the swing motion of the crane is controlled and suppressed by activating the trolley motion. In many papers reported by us, we suggested a new type of anti-sway control system of the crane. In the proposed control system, a small auxiliary mass(moving-mass) is installed on the spreader and the swing motion is controlled by moving the auxiliary mass. The actuator reaction against the auxiliary mass applies inertial control forces to the container in order to reduce the swing motion in the desired manner. Futhermore the measuring systems based on image sensor have been proposed also. To obtain the robustness for our control system, $H_{\infty}$ based control techniques and other approach have been applied to suppress swing motion. As well known, the robust control technologies based on $H_{\infty}$ control need complicated and difficult process. In the result, the obtained closed-loop system becomes to high order system which may give us many difficulties to apply it to the real plants. Therefore, we introduce an easy approach which is based on LQ control theory. In this approach, we introduce the frequency dependent weighting matrices which give the system filters to shape frequency characteristics of the controlled system and guarantee the control performance.

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SPMSM 인덕턴스 돌극성에 의한 전류리플 저감을 위한 PSO 알고리즘 기반의 H 전류 제어기 설계 (Design of the H Current Controller Based on the PSO Algorithm for Reducing the Current Ripple Caused by the Saliencies of SPMSM)

  • 이관형;전찬영;임동진
    • 전기학회논문지
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    • 제62권10호
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    • pp.1425-1435
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    • 2013
  • The useful method for determining parameters of weighting functions used to design the $H_{\infty}$ current controller for attenuating the current ripple due to saliencies which SPMSM(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor) also incorporates is described. To analyze the effect, the current ripple due to the structural and the saturation saliencies, the SPMSM model with nonlinear inductance function depending on the two independent variables, rotor position and stator current is simulated. After analysis, parameters of the weighting functions for $H_{\infty}$ current controller is selected to satisfy the robust stability, robust performance and specific performance in time and frequency domain by using the PSO(Particle Swarm Optimization) algorithm in the linear SPMSM model. Especially, the robust performance is proved that the selected weighting functions play a role in reducing the current ripple caused by the saliencies of SPMSM at the desired frequency range by the simple experiment.

시간지연을 가지는 비선형 상호연결시스템의 견실비약성 $H_{\infty}$ 분산 퍼지모델 제어기법 (Robust and Non-fragile $H_{\infty}$ Decentralized Fuzzy Model Control Method for Nonlinear Interconnected System with Time Delay)

  • 김준기;양승협;권영신;방경호;박홍배
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제47권6호
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    • pp.64-72
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    • 2010
  • 본 논문에서는 폴리토프 불확실성과 시간지연, 그리고 제어기 섭동을 가지는 비선형 상호연결시스템의 상태궤환 제어기에 대한 견실비약성 $H_{\infty}$ 분산 퍼지제어기 설계 방법을 다룬다. 먼저 시간지연을 가지는 비선형 상호연결시스템을 Takagi-Sugeno 퍼지모델로 나타내고, 이로부터 지연종속 견실비약성 $H_{\infty}$ 퍼지제어기가 존재하기 위한 충분조건, 제어기 설계방법 및 비약성을 만족하는 제어기의 꽉찬집합(compact set)을 제시한다. 이 때 제시한 조건은 변수치환과 슈어여수(Schur complement)정리를 통해 선형행렬부등식(LMI: Linear Matrix Inequality)의 계수가 꽉찬 집합 내의 파라미터의 함수로 정의되는 파라미터화 선형행렬부등식(PLMIs: Parameterized Linear Matrix Inequalities)으로 표현되며, 이를 완화기법(relaxation technique)를 사용하여 유한개의 선형행렬부등식으로 변환하고, 제어기와 비약성을 만족하는 제어기 영역을 구한다. 마지막으로 예제와 모의실험을 통해 불확실성과 시간지연, 제어기이득 섭동에도 불구하고 제안한 퍼지제어기가 폐루프시스템을 안정화시키고 외란감쇠를 보장함을 확인한다.

LMI에 기초한 구조물의 $H_{\infty}$ 능동진동제어 : 실험적 고찰 (LMI Based $H_{\infty}$ Active Vibration Control of a Structure with Output Feedback : Experiment Results)

  • 변정환;김영복;정해종
    • 동력기계공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.83-90
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    • 1999
  • 제어이론분야에서의 발전은 그러한 이론을 다방면으로 응요할 수 있는 분야를 더더욱 폭넓게 제공해 주고 있다. 자동화와 관련된 분야뿐만 아니라, 건축 및 토목분야에서도 고도의 제어어이론을 응용한 예를 쉽게 접할 수 있게 되었으며, 지진동에 의한 구조물의 진동을 억제하려는 방책이 그 ??ㅣ다. 이에 관한 많은 연구에서도 알 수 있듯이, 일반적으로 구조물의 수학적 모델에만 의존하여, 즉 구조물의 설계파라미터는 이미 설계되어져 있다는 가정하에 제어계를 설계하고 있다. 그러나 이러한 설계법에 있어서는 설계자로 하여금 구조물의 설계파라미터를 조정할 수 있는 자유도는 전혀 주어지지 않게 되며 단지 제어계의 파라미터를 조정하는 자유도만 허용된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 구조계 및 제어기의 설계파라미터를 동시에 조절할 수 있는 자유도가 허용되는 '구조계/제어계의 동시 최적화' 기법이 있다. 따라서 본 논문에서는 교량의 주탑 및 해양구조물 등의 진동제어 문제에 이러한 설계기법을 이용하여 주어진 설계사양을 만족하도록 구조계 및 제어계의 파라미터를 최적화 한다. 특히 본 논문에서는 제어계 설계 문제에 있어서의 일반적인 경우를 고려하여 상태의 일부가 관측된다고 가정하고 출력피드백의 경우에 대해 고찰하고 있다. 이때의 설계사양은 선형행렬부등식(LMI)으로 주어지며, 실험을 통하여 본 논문에서 소개하는 설계기법의 유효성을 검증한다.

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$\mu$-합성법에 의한 유연한 조작기의 위치 및 진동제어 (Position and Vibration Control of a Flexible Manipulator Using $\mu$-Synthesis)

  • 박노철;양현석;박영필
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권10호
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    • pp.3186-3198
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    • 1996
  • When a robot is to have contact with its enviornment, such as a medi-care robot, it would be advantageous for the robot to have a high compliance. For this reason, a robot having not only a flexible link but also an actuator with compliance, is desirable. This paper is concerned with the position and vibration control of 1 degree of freedom flexible robot using a pneumatic artificial muscle actuator. The dynamics of the manipulator assumed to be and Euler-Bernoulli beam are derived on the basis of the linear mathematical modle. Although this pneumatic artifical muscle actuator has many merits for the compliance robot, it is difficult to make an effective control scheme of this system because of ths nonlinearity and uncertainty on the dynamics of the actuator. By designing a controller using .mu.-synthesis, robust performance against measurement noise, various modeling uncertainties on the dynamics of the servo valve, actuator and mainpulator, is achieved. The effectiveness of the proposed control method is illustrated through simulations and experiments.

Optimal Structural Design for Flexible Space Structure with Control System Based on LMI

  • Park, Jung-Hyen;Cho, Kyeum-Rae
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제16권1호
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    • pp.75-82
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    • 2002
  • A simultaneous optimal design problem of structural and control systems is discussed by taking a 3-D truss structure as an object. We use descriptor forms for a controlled object and a generalized plant because the structural parameters appear naturally in these forms. We consider a minimum weight design problem for structural system and disturbance suppression problem for the control system. The structural objective function is the structural weight and the control objective function is $H_{\infty}$ norm from the disturbance input to the controlled output in the closed-loop system. The design variables are cross sectional areas of the truss members. The conditions for the existence of controller are expressed in terms of linear matrix inequalities (LMI) By minimizing the linear sum of the normalized structural objective function and control objective function, it is possible to make optimal design by which the balance of the structural weight and the control performance is taken. We showed in this paper the validity of simultaneous optimal design of structural and control systems.

통신용 헤드셋에서 능동소음제어기의 설계 (A Design of an Active Noise Controller in a Communication Headset)

  • 정태진;정찬수
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.81-84
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    • 1997
  • This paper studies an active noise controller in a communication headset. The system is a two inputs(communication signal and noise signal) and single output(error signal) system. The problem is to reduce noise level sufficiently lower than communication signal to receive the communication signal clearly. The approach to this problem is in two steps. In the first step, we solve the noise rejection problem without communication signals. In this step, the problem is transformed to the robust H$_{\infty}$ regulating problem and solved using Linear Matrix Inequalities. In the second step, communication signal is introduced to the system, To verify the performance of the designed controller, a couple of experiments are performed..

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A Robust Longitudinal Landing Controller to Datalink Time Delay

  • Lee, Sang-Hyo;Rhee, Ihn-Seok;Kee, Chang-Don;Koo, Hueon-Joon
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.886-891
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    • 2003
  • This paper deals with designing a ground-based longitudinal landing controller which is robust to datalink time delays. Time delays occur because forward velocity measurements are downlinked and the controller output commands are uplinked. An $H_{\infty}$ controller was designed by using the input/output decomposition where time delay is modeled as a first-order system with Pade approximation. Linear simulations show that the system tracks well the predefined path and is robust to the variation of time delay.

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