• Title/Summary/Keyword: 모델기반 퍼지제어기

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인공 지능을 이용한 자율주행차량의 제어

  • 류영재;홍재영;임영철
    • 전기의세계
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    • v.46 no.3
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    • pp.20-25
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    • 1997
  • 자율주행시스템은 복잡한 환경에서 효과적인 주행을 위해서 센서를 통해 주변의 정보를 수집하고 주변환경에 적절한 동작을 취해야 한다. 이러한 자율주행시스템에 지능적인 방법을 통하여 새롭게 제안한 방법을 서술하였다. 퍼지 논리를 이용하여 운전자와 같이 차량이 차선을 따라 주행하기 위한 퍼지 논리 제어기(FLC)가 설계되었다. 함축적인 차량모델을 기반으로 설계한 퍼지 논리 제어기가 복잡하고 정확한 차량모델을 기반으로 설계된 PID나 FSLQ 제어기와 동등한 성능을 발휘하였다. 인간의 운전방법을 학습할 수 있는 신경회로망을 이용하여 자율주행시스템에 적용하였다. 퍼지 신경회로망은 인간의 제어특성을 반영하도록 설계되었으며 자동으로 생성된 제어기는 퍼지 논리 제어나 신경회로망의 기법보다 우수한 성능을 발휘하였다. 퍼지 논리, 신경회로망, 유전자 알고리즘 등의 인간의 지능 모델에 기초를 둔 방법을 자율주행차량의 제어에 도입하므로써 기존의 자율주행시스템의 문제점을 극복하는데 주요한 역할을 하였다. 앞으로 퍼지 논리, 신경회로망, 유전자 알고리즘은 각각의 강점을 융합하거나, 고전적인 제어 알고리즘과 결합하므로써 더욱 우수한 성능을 발휘할 것으로 예상된다.

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Stabilization Analysis for Switching-Type Fuzzy-Model-Based Controller (스위칭 모드 퍼지 모델 기반 제어기를 위한 안정화 문제 해석)

  • 김주원;주영훈;박진배
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.11 no.9
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    • pp.793-800
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    • 2001
  • This paper deals with a new design methodology for a switching-type fuzzy-model-based controller in continuous and discrete-time system. Takagi-Sugeno (TS) fuzzy model is employed to design the switching-type fuzzy-model-based controller. A switching-type fuzzy-model-based controller is constructed based on the spirit of “divide and conquer”. The global system which has several rules in divided into several subsystems and then, a solution is found at each subsystem. The global solution is determined by a conjunction of the solutions of each subsystem. The design conditions are formulated in terns of linear matrix inequalities (LMIs), which guarantee the stabilization of a given TS fuzzy system. Simulation examples are included for ensuring the proposed control method.

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Development of the Digital Fuzzy Controller for Maximum Power Tracking (최대 전력 추종을 위한 디지털 퍼지 제어기 설계)

  • Seong, Hwa-Chang;Ju, Yeong-Hun;Park, Jin-Bae;Yu, Tae-Il
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.344-347
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    • 2006
  • 본 논문에서는 하이브리드 발전 시스템에서의 최대 전력 추종을 위한 디지털 퍼지 제어기 설계를 목표로 한다. 하이브리드 발전 시스템은 풍력과 태양광, 두 개의 발전 시스템으로 구성된다. 각 발전기에서 전압과 전류는 일반적으로 비선형 관계에 있기 때문에, 퍼지 모델 기반 제어기를 사용하여 비선형성을 효율적으로 제어하게 된다. 그리고 마이크로프로세서 기반 제어 시스템의 구축을 위하여 최신 디지털 재설계 기법을 사용, 디지털 퍼지 제어기를 설계하게 된다. 마지막으로 제안된 플랜트를 통한 실험으로써 본 논문의 우수성을 입증하고자 한다.

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Development of the Digital Fuzzy Controller for a Hybrid Power System Using Wind and Solar Energy (풍력과 태양에너지를 이용한 하이브리드 발전 시스템 구현을 위한 디지털 피지 제어기 재발)

  • Seong Hwa-Chang;Ju Yeong-Hun;Park Jin-Bae;Kim Do-Wan
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.99-102
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    • 2006
  • 본 논문에서는 두 개의 서브 발전 시스템 (풍력과 태양광 발전 시스템)으로 구성된 하이브리드 발전 시스템의 구현을 위한 디지털 퍼지 제어기를 개발한다. 풍력과 광전자 발전기에서 V-I 특성은 비선형 관계를 보여주기 때문에, 비선형 시스템 제어에 많은 장점을 가진 퍼지 모델 기반 제어기를 사용한다. 그리고 마이크로프로세서 기반 제어 시스템 구현하기 위해서 본 과제에서는 디지털 재설계 기법을 통해 디지털 퍼지 제어기를 설계하게 된다. 마지막으로, 하이브리드 발전 시스템에서 최대 전력 추종과 배터리 상태를 일정하게 유지하기 위해서 세 가지 모드 상태에서 제어 목적이 변화하도록 시스템을 구성하게 된다.

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The Design of Membership-function-dependent Observer-based Controller Using Takagi-Sugeno Fuzzy Model (소속함수 의존성을 이용한 Takagi-Sugeno 퍼지 시스템의 관측기 기반 제어기 설계)

  • Kim, Ho-Jun;Joo, Young-Hoon;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.1758-1759
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    • 2011
  • 본 논문은 비선형 시스템의 소속함수 의존성을 이용한 관측기 기반 퍼지 제어기 설계 기법을 제시한다. Takage-Sugeno (T-S)퍼지 모델링을 이용해 비선형 시스템을 퍼지 모델로 표현한다. 시스템의 안정화 조건은 소속함수의 의존성을 이용한 리아푸노프 안정도 해석 방법을 이용해 유도된다. 안정화 조건은 선형 행렬 부등식으로 표현되며, 부등식의 해를 이용해 제어기의 이득값을 구한다. 모의실험을 통해 설계된 제어기의 타당성을 검증한다.

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Heading Control of a Cargo Ship using Model Reference Genetic Adaptive Fuzzy Controller(MRGAFC) (기준 모델 유전 적응 퍼지 제어기를 이용한 화물선의 회두각 제어)

  • 정종원;김태우;이준탁
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.279-282
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    • 2003
  • 본 연구에서 구현하고자 하는 선박의 회두각 제어의 경우 파도, 바람, 조류 등의 외란의 영향을 많이 받고 있을 뿐만 아니라 그 운동 특성 역시 비선형이므로 적절한 파라미터의 선정과 제어기 구성에 어려움이 따른다. 이의 해결을 위해 K. M Passino 등에 의해 비선형 특성을 지닌 기준 모델 적응 퍼지 알고리즘을 적용하여 제어기 구성을 시도한바 있고, 국내에서도 김종화 등에 의해 유사한 방법이 시도되어졌다. 본 연구에서는 이상의 시도에서 기준 모델에 의한 제어기 파라미터의 동정의 방법으로 사용한 M.I.T 룰 대신 일반적인 유전 알고리즘에 의해 퍼지 제어기의 파라미터를 동정하고자 한다. 유전 알고리즘에 기반한 기준 모델 적응 퍼지 제어기(MRGAFC: Model Reference Genetic Adaptive Fuzzy Controller) 알고리즘을 제안하며, 이의 검증을 위하여 화물선 회두각의 조향문제에 이를 적용하여 종래의 방법들과 비교를 수행할 것이다.

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Heading Control of Cargo Ship using Model Reference Genetic Adaptive Fuzzy Controller(MRGAFC) (기준 모델 유전 적응 퍼지 제어기를 이용한 화물선의 회두각 제어)

  • Jeong, Jong-Won;Kim, Tae-Woo;Song, Ho-Sin;Lee, Joon-Tark
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.07d
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    • pp.2618-2620
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    • 2003
  • 본 연구에서 구현하고자 하는 선박의 회두각 제어의 경우 파도, 바람, 조류 등의 외란의 영향을 많이 받고 있을 뿐만 아니라 그 운동 특성 역시 비선형이므로 적절한 파라미터의 선정과 제어기 구성에 어려움이 따른다. 이의 해결을 위해 K. M. Passino 등에 의해 비선형 특성을 지닌 기준 모델 적응 퍼지 알고리즘을 적용하여 제어기 구성을 시도한바 있고, 국내에서도 김종화 등에 의해 유사한 방법이 시도되어졌다. 본 연구에서는 이상의 시도에서 기준 모델에 의한 제어기 파라미터의 동정의 방법으로 사용한 M.I.T 룰 대신 일반적인 유전 알고리즘에 의해 퍼지 제어기의 파라미터를 동정하고자 한다. 유전 알고리즘에 기반한 기준 모델 적응 퍼지 제어기(MRGAFC) 알고리즘을 제안하며, 이의 검증을 위하여 화물선 회두각의 조향 문제에 이를 적용하여 종래의 방법들과 비교를 수행할 것이다.

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Fuzzy Controller for Nonlinear Systems Using Optimal Pole Placement (최적 극점 배치를 이용한 비선형 시스템의 퍼지 제어기)

  • 이남수
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.10 no.2
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    • pp.152-160
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    • 2000
  • This paper addresses the analysis and design of fuzzy-model-based controller for nonlinear systems using extended PDC and optimal pole-placement schemes. In the design procedure, we represent the nonlinear system using a Takagi-Sugeno fkzy model and formulate the controller rules by using the extended parallel distributed compensator (EPDC) and construct an overall fuzzy logic controller by blending all local state feedback controllers with an optimal pole-placement scheme. Unlike the commonly used parallel distributed compensation technique, by blending a newly extended parallel distributed compensator and the optimal poleplacement schemes, we can design not only a local stable k z y controller but also an overall stable fuzzy controller to perform the tacking control objective. Furthermore, a stability analysis is carried out not only for the fuzzy model but also for a real nonlinear system. Finally. the effectiveness and feasibility of the proposed fizzy model-based controller design method has been shown through a simulation example.

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Intelligent Digital Redesign for Dynamical Systems with Uncertainties (불확실성을 갖는 동적 시스템에 대한 지능형 디지털 재설계)

  • Cho, Kwang-Lae;Joo, Young-Hoon;Park, Jin-Bae
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.13 no.6
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    • pp.667-672
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    • 2003
  • In this paper, we propose a systematic method for intelligent digital redesign of a fuzzy-model-based controller for continuous-time nonlinear dynamical systems which may also contain uncertainties. The continuous-time uncertain TS fuzzy model is first constructed to represent the uncertain nonlinear systems. An extended parallel distributed compensation(EPDC) technique is then used to design a fuzzy-model-based controller for both stabilization and tracking. The designed continuous-time controller is then converted to an equivalent discrete-time controller by using an integrated intelligent digital redesign method. This new design technique provides a systematic and effective framework for integration of the fuzzy-model-based control theory and the advanced digital redesign technique for nonlinear dynamical systems with uncertainties. Finally, The single link flexible-joint robot arm is used as an illustrative example to show the effectiveness and the feasibility of the developed design method.

Intelligent Fuzzy Modeling and Robust Digital fuzzy Control for Level Control in the Steam Generator of a Nuclear Power Plant (원전 증기발생기의 수위제어를 위한 지능형 퍼지 모델링 및 강인한 디지털 퍼지 제어기 설계)

  • Joo, Young-Hoon;Cho, Kwang-Lae;Kim, Joo-Won;Park, Jin-Bae
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.12 no.4
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    • pp.311-316
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    • 2002
  • Difficulties of the level control in the steam generator are increased due to their nonlinear characteristics. Futhermore, parameter uncertainties of the steam generator is related with control performance and stability. The efficiency of digital conversion in control systems is proved in many recent researches. In order to solve this problem, this paper suggests robust digital fuzzy controller design methodologies of the steam generator which have unstable parameters. Takagi-Sugeno (TS) fuzzy model is used to construct a fuzzy model which has uncertainties in the steam generator. In designing procedure, intelligent digital redesign method is used to control the nonlinear system. This digital controller keeps the performance of the analog controller. Simulation examples are included for ensuring the proposed control method.