• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.822-826
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• 2013

In this paper, we propose an AFDO (Adaptive Fault Diagnosis Observer) and a fault tolerant controller for a class of nonlinear continuous-time system under the nonlinear abrupt actuator faults. Together with its estimation laws, the AFDO which estimates that the actuator faults is designed by using the Lyapunov analysis. Then, based on the designed AFDO, an adaptive sliding mode controller is proposed as the fault tolerant controller. Using Lyapunov stability analysis, we also prove the uniform boundedness of the state, the output and the fault estimation errors, and the asymptotic stability of the tracking error under the nonlinear time-varying faults. Finally, we illustrate the effectiveness of the proposed diagnosis method and the control scheme thorough computer simulations.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.26-32
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• 2007

The most important thing in the container terminal is to handle the cargo effectively in the limited time. To achieve this object, many strategies have been introduced and applied to. If we consider the automated container terminal, it is necessary that the cargo handling equipments are equipped with more intelligent control systems. From the middle of the 1990's, an automated rail-mounted gantry crane(RMGC) and rubber-tired gantry crane(RTG) have been developed and widely used to handle containers in the yards. Recently, in these cranes, the many equipments like CCD cameras and sensors are mounted to cope with the automated terminal environment. In this paper, we try to support the development of more intelligent automated cranes which make the cargo handling be performed effectively in the yards. For this plant, the modelling, tracking control, anti-sway system design, skew motion suppressing and complicated motion control and suppressing problems must be considered. In this paper, the system modelling and a tracking control approach are discussed. And, we design the tracking control system incorporating an observer based on the 2DOF servosystem design approach to obtain the informations of the states. The experiment results show the usefulness of the designed control system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권10호
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• pp.4569-4573
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• 2011

레졸바는 앤코더에 비하여 가격 면에서 유리하지는 않지만 절대위치를 검지해야 하는 경우와 기계적으로 견고해야 하는 장소에서 정교한 제어용으로 사용되고 있다. 레졸바에 의한 위치와 속도검출 방법은 일반적으로 관측기를 응용하고 있으며, 아날로그 신호를 처리해야 하는 부분을 갖고 있다. 본 논문에서는 레졸바의 출력신호를 위치정보인 코사인과 사인파형으로 복조하고 복조된 아날로그 신호를 제어기에 전송하는 방법을 사용하였다. 또한, 제어기의 프로그램에 추정기를 설계하고 극저속에서 그 동작을 관찰하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제34권2호
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• pp.125-131
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• 2017

2-Axis Pan and Tilt Motion Platform, a complex multivariate non-linear system, may incur any disturbance, thus requiring system controller with robustness against various disturbances. In this study, we designed an adaptive backstepping compensated controller by estimating the disturbance and error using the Radial Basis Function Neural Network (RBF NN). In this process, Uniformly Ultimately Bounded (UUB) was demonstrated via Lyapunov and stability was confirmed. By generating progressive disturbance to the irregular frequency and amplitude changes, it was verified for various environmental disturbances. In addition, by setting the RBF NN input vector to the minimum, the estimated disturbance compensation process was analyzed. Only two input vectors facilitated compensatory function of RBF NN via estimating the modeling and control error values as well as irregular disturbance; the application of the process resulted in improved backstepping controller performance that was confirmed through simulation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.161-169
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• 2004

본 논문은 축소 3층 건물의 최상층에 능동질량형 제어장치를 설치한 시스템에 관한 식별실향분석이다. OKID기법을 적용하여 진동대 및 제어장치의 가진 입력과 건물 및 제어장치의 응답인 출력관계를 분석하여 수학모델을 구하였다. 제어장치가 설치된 건물에 관한 입력은 진동대에 의한 지반가속도와 제어장치 모터의 구동신호이다 그리고 출력은 건물 각층과 제어장치의 가속도이다. 입출력 관계로 구하여진 수학모델을 바탕으로 제어장치의 최적설계를 수행하였으며 수치해석과 실험결과를 비교한바 서로 일치함을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제54권5호
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• pp.285-290
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• 2005

The state observer is being used widely because it has the advantage of the guarantee of reliability on financial problem, over heating, and physical shock. However, an Luenberger observer and a Sliding observer have such problems that an experimenter needs to know dynamics and parameters of the system. And also, the high gain observer has such a problem that it has transient state at the beginning of the observation. In this paper, the Neuro observer is proposed to improve these problems. The proposed Neuro observer complement a problem that occur from increase of gain of High-gain observer in proportion to the square number of observable state variables. And also, the proposed Neuro observer can tune the gain obtained by differentiating observational error at transient state automatically by using the backpropagation training method to stabilize the observational speed. To prove a performance of the proposed observer, it is simulated that the comparison between the state estimate performance of the proposed observer and that of Sliding, High gain observer is made by using a sinusoidal input to the observer which consists of four layers in stable 2nd order system.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.417-423
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• 2016

Using a sliding mode controller and observer techniques, this paper presents a robust current controller for a DC motor in the presence of parametric uncertainties. One of the most important issues in the practical application of sliding mode schemes is the chattering phenomenon caused by switching actions. This paper presents a novel sliding mode controller that incorporates an integral control with a sliding mode disturbance observer to attenuate the chattering by reducing the controller/observer switching gains. The proposed sliding mode disturbance observer is designed to estimate a relatively slow varying signal in the equivalent lumped disturbance owing to system uncertainties. Combining the estimated uncertainty with the sliding mode control input, the proposed controller can achieve the control objective by using the relatively low gain of the controller. The proposed disturbance observer does not include the switching control input of the baseline sliding mode controller to reduce the observer switching gain. In the proposed approach, the integral sliding mode control is used to improve the steady state control performance. Comparative computer simulations are carried out to demonstrate the performance of the proposed method. Through the simulation results, the proposed controller realizes the robust performance with reduced current ripples.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.411-416
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• 2016

This paper presents the design methodology of an unknown input observer for Lipschitz nonlinear systems with unknown inputs in the framework of convex optimization. We use an unknown input observer (UIO) to consider both nonlinearity and disturbance. By deriving a sufficient condition for exponential stability in the linear matrix inequality (LMI) form, existence of a stabilizing observer gain matrix of UIO will be assured by checking whether the quadratic stability margin of the error dynamics is greater than the Lipschitz constant or not. If quadratic stability margin is less than a Lipschitz constant, the coordinate transformation may be used to reduce the Lipschitz constant in the new coordinates. Furthermore, to reduce the maximum singular value of the observer gain matrix elements, an object function to minimize it will be optimally designed by modifying its magnitude so that amplification of sensor measurement noise is minimized via multi-objective optimization algorithm. The performance of UIO is compared to a nonlinear observer (Luenberger-like) with an application to a flexible joint robot system considering a change of load and disturbance. Finally, it is validated via simulations that the estimated angular position and velocity provide true values even in the presence of unknown inputs.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제22권2호
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• pp.29-33
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• 2016

본 기술 특집호에서는 최근메 강인제어 분야에서 많이 주목받고 있는 사전규정 오차 구속제어기법들메 대해 기본적인 개념과 각 구속제어 기법들이 특징들을 소개한다. 기존의 제어기법들은 안정도 및 일정한 출력성능은 보장하지만 선정된 제어기 게인 값에 따라 추종성능이 민감하게 변하며 안전을 위한 제약이 없는데 반해 이러한 구속제어는 최소한의 게인 선정으로 오버슈트, 정상오차 등에 대해 사전에 규정한 성능범위를 만족하도록 강제로 구속시켜 출력성능 및 안전성이 동시에 보장되도록 한다. 이러한 구속제어는 오버슈트에 크게 영향을 받는 정밀기기 위치제어, 힘 제어에서 안전성을 확보해주며 외란이나 시스템 불확실성에 매우 강인한 특성을 갖는다. 가장 먼저 연구된 구속제어는 funnel 제어로서 시스템의 동적 모델을 포함하지 않는 비모델 기준 제어기법이다. 추종오차의 초기값이 오차에 대한 사전 구속함수로 구성된 funnel (깔데기) 안에 있으면 항상 사전메 규정된 오차범위 내에 머물도록 funnel 제어기가 작동하며 PD 제어와 구조가 유사하다. 다음으로 tanh 함수와 추종오차 변환을 결합한 방법으로서 전통적인 순환적 (recursive) 제어방법인 backstepping 제어와 결합하는 방법이다. 최종적므로 좀더 단순한 오차변환을 통해 오차에 대한 switching을 이용한 기법은 제어기 구조를 단순하게 만들고 기존의 제어기와 편리하게 결합할 수 있다. 이러한 구속제어 기법들은 또한 미지의 시스템에 특성에 대해 관측기나 지능제어를 이용한 근사함수를 요구하지 않는다. 본 특집호에서는 최근까지 연구된 구속제어에 대한 간단한 이론과 적용 결과들을 제시하기로 한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.47-56
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• 2005

본 연구에서는 불확실성과 부하 변동 하에 브러쉬없는 직접구동 전동기의 정확한 사전결정 추적성능을 제공하기 위한 새로운 개선된 강인한 가변구조 추적 제어기를 설계하였다. 리칭 페이즈를 제거하기 위한 특수 적분 슬라이딩 변은 서보 전동기의 초기 위치부터 이상 슬라이딩 모드와 가상 이상 슬라이딩 궤적을 정의한다 . 영이 아닌 슬라이딩 면에 의하여 발생되는 추적오차를 유도하였다. 외란 관측기를 갖는 연속 입력을 제안하여 불확실성과 부하 변동 하에 사전 결정 가상 이상 슬라이딩 궤적을 사전 값 내에 추적하도록 한다. 제안된 알고리듬의 유용성을 부하 변동 하에 브러쉬없는 직접구동 전동기에 대한 비교 시뮬레이션으로 입증한다.