• 제목/요약/키워드: 리아푸노프(Lyapunov) 함수

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퍼지 리아푸노프 함수 기반 강인한 퍼지 제어기 설계 (Design of the Robust Fuzzy Controller based on Fuzzy Lyapunov Functions)

  • 김호준;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.630-636
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    • 2011
  • 본 논문은 매개변수 불확실성을 가지는 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 시스템의 안정도 해석과 안정화 조건을 고려한다. T-S 퍼지 시스템의 안정도 해석 시 conservativeness를 줄이기 위해 퍼지 리아푸노프 함수를 이용한다. 매개변수 불확실성을 가지고 있는 시스템의 안정도를 해석하고 시스템을 안정화 시키는 퍼지 강인 제어기 설계 기법을 제시한다. 안정도조건과 안정화조건은 선형행렬부등식의 형태로 표현된다. 모의실험을 통해 제안된 접근 방법의 효용성을 보인다.

무인 잠수정의 심도 제어를 위한 T-S 퍼지 모델 기반 제어기 설계 (Design of T-S Fuzzy-Model-Based Controller for Control of Autonomous Underwater Vehicles)

  • 전성우;김도완;이호재
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.302-306
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    • 2011
  • 본 논문은 무인 잠수정(Autonomous underwater vehicles: AUVs)의 심도 제어를 위한 타카키-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 제어기를 제안한다. Sector nonlinearity 기법을 통해 주어진 비선형 무인 잠수정은 T-S 퍼지 모델로 표현된다. 리아푸노프(Lyapunov) 함수를 이용하여 무인 잠수정의 심도 제어 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(Linear matrix inequality: LMI) 형태의 제어기 설계 조건을 유도한다. 모의 실험을 통해 제안된 기법의 심도 제어 성능을 검증한다.

불연속 리아푸노프 함수를 이용한 입력제한이 있는 불확실 선형 시스템의 안정성 해석 (Robust stability analysis of uncertain linear systems with input saturation using piecewise Lyapunov functions)

  • 이상문;원상철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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    • pp.131-134
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    • 2003
  • In this paper, we consider the problem of finding the stability region in state space for uncertain linear systems with input saturation. For stability analysis, two Lyapunov functions are chosen. One is for the lineal region and the other is for the saturated legion. Piecewise Lyapunov functions are obtained by solving successive linear matrix inequalites(LMIs) relaxations. A sufficient condition for robust stability is derived in the form of stability region of initial conditions. A numerical example shows the effectiveness of the proposed method.

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삼중 덕티드 팬 비행체 운동모델링 및 리아푸노프 제어를 이용한 안정화 (Dynamic Modeling and Stabilization of a Tri-Ducted Fan Unmanned Aerial Vehicles using Lyapunov Control)

  • 나경석;원대희;윤석환;성상경;류민형;조진수;이영재
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권7호
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    • pp.574-581
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    • 2012
  • 로터를 이용한 무인비행체는 노출된 블레이드로 운용 시 위험이 따른다. 반면 덕티드팬은 블레이드 주위를 덕트로 감싸 위험요소를 줄여주고, 동일 동력 하중을 사용한 로터보다 향상된 추력성능을 보인다. 본 논문에서는 덕티드 팬의 장점을 적용하고자 세 개의 덕티드 팬으로 구성된 삼중 덕티드 팬 비행체 형상을 제안한다. 크기가 동일한 두 개의 덕티드 팬과, 크기가 다른 한 개의 덕티드 팬으로 구성되며 3개의 덕티드 팬 중 하나는 추력 방향 조절을 통해 신속한 자세 제어가 가능하다. 삼중 덕티드 팬 비행체의 운동방정식을 유도 하였고, 리아푸노프 함수를 적용하여 시스템을 안정하게 하는 제어 입력을 도출하였다. 그리고 비행체 초기모델의 파라미터를 적용하여 비선형 모델 시뮬레이션을 통해 안정한 자세각이 출력됨을 확인하고 결과를 분석하였다.

퍼지 리아푸노프 함수를 이용한 어파인 퍼지 시스템의 완화된 안정도 조건 (Relaxed Stability Condition for Affine Fuzzy System Using Fuzzy Lyapunov Function)

  • 김대영;박진배;주영훈
    • 전기학회논문지
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    • 제61권10호
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    • pp.1508-1512
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    • 2012
  • This paper presents a relaxed stability condition for continuous-time affine fuzzy system using fuzzy Lyapunov function. In the previous studies, stability conditions for the affine fuzzy system based on quadratic Lyapunov function have a conservativeness. The stability condition is considered by using the fuzzy Lyapunov function, which has membership functions in the traditional Lyapunov function. Based on Lyapunov-stability theory, the stability condition for affine fuzzy system is derived and represented to linear matrix inequalities(LMIs). And slack matrix is added to stability condition for the relaxed stability condition. Finally, simulation example is given to illustrate the merits of the proposed method.

무인 잠수정의 깊이 제어를 위한 T-S 퍼지 모델 기반 H 제어기 설계: 선형 행렬 부등식 접근법 (Design of T-S Fuzzy Model Based H Controller for Diving Control of AUV: An LMI Approach)

  • 전성우;김도완;이호재
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.441-447
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    • 2012
  • 본 논문은 무인 잠수정(Autonomous underwater vehicles: AUVs)의 타카기-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 $H_{\infty}$ 제어기 설계 기법을 제안한다. 설계 기법은 외란을 갖는 무인 잠수정의 깊이 제어 성능을 보장하는 안정성 있는 제어기 설계에 초점을 맞춘다. 비선형 무인 잠수정 시스템은 Sector nonlinearity 기법을 이용하여 T-S 퍼지 시스템으로 모델링된다. 리아푸노프(Lyapunov) 함수를 이용해 제어 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(linear matrix inequality: LMI) 형태의 $H_{\infty}$ 제어기 설계 조건을 유도한다. 성공적인 무인 잠수정의 깊이 제어를 위해 선형 행렬 부등식에 심도각과 피치각의 제한 조건을 고려한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 기법의 성능을 검증한다.

비선형 시스템의 퍼지 모델링 기법과 안정도 해석 (Fuzzy Modeling Technique of Nonlinear Dynamical System and Its Stability Analysis)

  • 소명옥;류길수;이준탁
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제20권2호
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    • pp.101-101
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    • 1996
  • This paper presents the linearized fuzzy modeling technique of nonlinear dynamical system and the stability analysis of fuzzy control system. Firstly, the nonlinear system is partitionized by multiple linear fuzzy subcontrol systems based on fuzzy linguistic variables and fuzzy rules. Secondly, the disturbance adaptaion controllers which guarantee the global asymptotic stability of each fuzzy subsystem by an optimal feedback control law are designed and the stability analysis procedures of the total fuzzy control system using Lyapunov functions and eigenvalues are discussed in detail through a given illustrative example.

비선형 시스템의 퍼지 모델링 기법과 안정도 해석 (Fuzzy Modeling Technique of Nonlinear Dynamic System and Its Stability Analysis)

  • 소명옥;류길수;이준탁
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제20권2호
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    • pp.33-39
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    • 1996
  • This paper presents the linearized fuzzy modeling technique of nonlinear dynamical system and the stability analysis of fuzzy control system. Firstly, the nonlinear system is partitionized by multiple linear fuzzy subcontrol systems based on fuzzy linguistic variables and fuzzy rules. Secondly, the disturbance adaptaion controllers which guarantee the global asymptotic stability of each fuzzy subsystem by an optimal feedback control law are designed and the stability analysis procedures of the total fuzzy control system using Lyapunov functions and eigenvalues are discussed in detail through a given illustrative example.

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S.I. 엔진 모델링을 위한 신경회로망 기반의 시스템 식별에 관한 연구 (A Study on the System Identification based on Neural Network for Modeling of 5.1. Engines)

  • 윤마루;박승범;선우명호;이승종
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.29-34
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    • 2002
  • This study presents the process of the continuous-time system identification for unknown nonlinear systems. The Radial Basis Function(RBF) error filtering identification model is introduced at first. This identification scheme includes RBF network to approximate unknown function of nonlinear system which is structured by affine form. The neural network is trained by the adaptive law based on Lyapunov synthesis method. The identification scheme is applied to engine and the performance of RBF error filtering Identification model is verified by the simulation with a three-state engine model. The simulation results have revealed that the values of the estimated function show favorable agreement with the real values of the engine model. The introduced identification scheme can be effectively applied to model-based nonlinear control.

파라미터에 종속적인 리아푸노프 함수 기법에 의한 불확실 시간지연 시스템을 위한 강인한 $L_2-L_{\infty}$ 필터 설계 (Robust $L_2-L_{\infty}$ Filter Design for Uncertain Time-Delay Systems via a Parameter-Dependent Lyapunov Function Approach)

  • 최현철;정진우;심형보;서진헌
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.177-178
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    • 2008
  • An LMI-based method for robust $L_2-L_{\infty}$ filter design is proposed for poly topic uncertain time-delay systems. By using the Projection Lemma and a suitable linearizing transformation, a strict LMI condition for $L_2-L_{\infty}$ filter design is obtained, which does not involve any iterations for design-parameter search, any couplings between the Lyapunov and system matrices, nor any system-dependent filter parameterization. Therefore, the proposed condition enables one to easily adopt, with help of efficient numerical solvers, a parameter-dependent Lyapunov function approach for reducing conservatism, and to design both robust and parameter-dependent filters for uncertain and parameter-dependent time-delay systems, respectively.

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