• 제목/요약/키워드: 리아푸노프(Lyapunov) 함수

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이산 불확실 특이시스템의 변수종속 차수축소 강인 $H_{\infty}$ 필터링 (Reduced-order Parameter-dependent Robust $H_{\infty}$ Filtering for Discrete Uncertain Singular Systems)

  • 김종해
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제48권5호
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    • pp.59-65
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    • 2011
  • 본 논문에서는 폴리토픽 불확실성을 가지는 이산시간 변수종속 특이시스템에 대한 저차(low order)의 변수종속 차수축소 강인 $H_{\infty}$ 필터 설계기법을 제안한다. 먼저, 변수종속 특이시스템에 대한 유계 실수정리(bounded real lemma)를 변수종속 리아푸노프 (Lyapunov) 함수로부터 유도한다. 유계 실수정리로부터 폴리토픽 기법과 새로운 차수축소 기법을 이용하여 저차의 강인 $H_{\infty}$ 필터 설계방법을 볼록최적화가 가능한 선형행렬부등식 접근방법을 이용하여 제시한다. 따라서 제안하는 변수종속 차수축소 강인 $H_{\infty}$ 필터 설계방법은 미리 정한 차수의 $H_{\infty}$ 필터를 제공한다. 수치예제를 통하여 제시한 저차의 필터 설계방법의 타당성을 보인다.

심도각 범위를 고려한 무인 잠수정의 강인 심도 제어기 설계 (Design of Robust Depth Controller of Autonomous Underwater Vehicles under the Stern Angle Constraints)

  • 전성우;김도완;이호재
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1944-1945
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    • 2011
  • 본 논문은 심도각 범위를 고려한 무인 잠수정(autonomous underwater vehicles: AUVs)의 타카키-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 강인 심도 제어기의 설계 기법을 제안한다. 무인 잠수정의 비선형 시스템은 Sector nonlinearity 기법을 이용하여 T-S 퍼지 시스템으로 모델링된다. 리아푸노프(Lyapunov) 함수를 이용하여 무인 잠수정의 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(Linear matrix inequality: LMI) 형태의 강인 제어기 설계 조건은 유도된다. 또한 무인 잠수정의 심도각 범위를 고려하여 입력 및 출력에 제한 조건을 포함한다. 모의 실험을 통해 제안된 기법의 심도 제어 성능을 검증한다.

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시변 시간지연을 가지는 불확실 특이시스템의 변수 종속 강인 안정성 (Parameter-dependent Robust Stability of Uncertain Singular Systems with Time-varying Delays)

  • 김종해
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제47권4호
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    • pp.1-6
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    • 2010
  • 본 논문에서는 상태에 시변 시간지연과 폴리토픽 변수 불확실성을 가지는 특이시스템을 위한 새로운 지연 종속 및 변수 종속 강인 안정성 조건을 제시한다. 새로운 변수종속 리아푸노프 함수를 기반으로 구한 강인 안정성 조건은 볼록최적화가 가능한 선형행렬부등식으로 나타난다. 제안하는 조건은 비특이시스템과 특이시스템의 강인 안정성 문제에 동시에 적용가능한 일반적인 알고리듬이다. 수치예제를 통하여 제시한 강인 안정성 조건의 타당성을 보이고, 기존의 비특이시스템의 결과들과의 비교를 통하여 제안한 조건이 덜 보수적임을 확인한다.

입력지연을 갖는 이산시간 선형시스템을 위한 예측기 피드백 제어기의 강인성 해석 (Robustness Analysis of Predictor Feedback Controller for Discrete-Time Linear Systems with Input Delays)

  • 최준영
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.1265-1272
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    • 2019
  • 본 논문에서는 상수 입력지연을 갖는 이산시간 선형시스템을 위한 기존의 예측기 피드백 제어기의 구조적 모델 불확실성에 대한 강인성을 해석한다. 상수 입력지연을 1차 PdE (Partial difference Equation)로 모델링하여 입력지연을 PdE 상태변수로 대체하고 백스테핑 변환을 적용하여 목표 시스템을 구축한다. 목표 시스템을 기반으로 전체 상태변수를 포함하는 명시적 리아푸노프 함수를 구성하여 안정성이 유지되는 구조적 모델 불확실성의 최대 크기의 존재를 증명하고 예측기 피드백 제어기의 강인성을 확립한다. 모의실험을 통하여 모델 불확실성이 존재하는 경우에도 닫힌 루프 시스템의 안정성이 유지되는 것을 예증하고 예측기 피드백 제어기의 강인성을 검증한다.

입력 포화를 가지는 불확실한 전기 구동 로봇 시스템에 대해 PSO를 이용한 RBFNN 기반 분산 적응 추종 제어 (RBFNN Based Decentralized Adaptive Tracking Control Using PSO for an Uncertain Electrically Driven Robot System with Input Saturation)

  • 신진호;한대현
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.77-88
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    • 2018
  • 본 논문은 입력 포화를 가지는 불확실한 전기 구동 로봇 시스템에 대해 입자 군집 최적화(PSO)를 이용한 방사형 기저 함수 신경망(RBFNN) 기반 분산 적응 추종 제어 기법을 제안한다. 실제적으로 로봇 시스템에서는 구동기의 포화로 인해 입력 전압과 전류 신호 크기가 제한된다. 제안된 제어기는 이러한 입력 포화를 극복하며, 어떠한 로봇 링크 및 구동기의 모델 파라미터들을 요구하지 않는다. 제시된 PSO 기법에서 쓰인 적합도 함수는 추종 오차만이 아니라 전압과 전류의 크기를 포함하는 다중 목적 함수로 표현된다. PSO 기법을 이용하여 제어 이득과 방사형 기저 함수의 개수가 자동으로 조정되어 제어 시스템의 성능이 개선된다. 리아푸노프 안정도 해석에 의해 전체 제어 시스템의 안정도가 보장된다. 제안된 제어 기법의 타당성과 강인성이 시뮬레이션 결과를 통해 검증된다.

제어불가능 불안정 선형화를 가지는 비선형 시스템에 대한 다이나믹 안정화 (Dynamic Stabilization for a Nonlinear System with Uncontrollable Unstable Linearization)

  • 서상보;심형보;서진헌
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권4호
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    • pp.1-6
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    • 2009
  • 본 논문에서 우리는 비선형 시스템에 대한 다이나믹 스무스 상태 궤환 안정화기를 설계한다. 이 시스템은 우반평면에 고유값이 존재함으로 제어불가능 모드를 가질 수 있다. 이 시스템을 지수적으로 안정화하기 위해서 우리는 추가 다이나믹스를 고려한 다이나믹 제어기를 제안한다. 추가 다이나믹스의 설계 후에 다이나믹 차수 보정법과 역진기법을 이용하여 안정화기와 미분 가능, positive definite, proper인 리아푸노프 함수를 설계한다. 설계된 제어기의 수렴성은 차수 지표자라는 새로운 개념의 도입으로 증명될 것이다.

특이섭동을 포함한 타카기 - 수게노 형태의 비선형 시스템을 위한 새로운 샘플치 제어기의 설계기법 제안 (Sampled-Data Controller Design for Nonlinear Systems Including Singular Perturbation in Takagi-Sugeno Form)

  • 문지현;이재준;이호재
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.50-55
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    • 2016
  • 본 논문은 특이섭동을 포함한 비선형 시스템을 위한 샘플치 제어 기법을 논한다. 비선형 시스템은 타카기--수게노(Takagi--Sugeno: T--S) 퍼지모델 형태로 표현됨을 가정한다. 새로운 리아푸노프 함수와 추가적인 항등식을 이용하여 선형행렬부등식 형태의 샘플치 폐루프 T--S 퍼지시스템의 점근적 안정도 조건을 제시한다. 분석결과에 대한 몇 가지 논의점을 언급한다. 모의실험에 의하여 제안된 기법의 타당성을 보인다.

역최적화 방법을 이용한 강인한 퍼지 제어기의 설계 (Design of Robust Fuzzy Controllers via Inverse Optimal Approach)

  • 곽기호;임재환;박주영
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.477-486
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    • 2001
  • 본 논문은 TS(Takagi-Sugeno) 퍼지 모델로 근산 혹은 표현될 수 있는 비선형 시스템을 위한 TS 퍼지 제어기의 설계를 다룬다 본 논문에서 사용하는 주된 전략은, 안정도, 감쇠률 및 불확실성에 대한 강인성등의 설계요건을 만족시키는 리아푸노프 함수와 그에 대응하는 제어입력이 먼저결정된 후에 비용함수가 결정되는 역최적화 방법이다. 이러한 설계방법은, 설계요건뿐만 아니라 최적제어기 고유의 강인성까지 만족시키는 제어기를 제공하므로 매우 유용하다. 본 논문에서 확립되는 설계절차는 모두 선형행렬분등식을 푸는 형태로 이루어진다. 선형행렬부등식 문제는 내부점 방법에 의하여 주어진 허용 오차 이내에서 풀릴수 있으므로, 본 논문에서 제시하는 설계방법은 실용적인 특성을 갖는다. 제안된 설계 절차의 적용 방법은 설계 예제를 통하여 예시된다.

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