• 제목/요약/키워드: 뱅뱅제어

검색결과 21건 처리시간 0.027초

선형 구조물의 능동 진동 제어를 위한 포화 제어기의 안정성 (Stability of Saturation Controllers for the Active Vibration Control of Linear Structures)

  • 문석준;임채욱;허영철
    • 한국지진공학회논문집
    • /
    • 제10권6호
    • /
    • pp.93-102
    • /
    • 2006
  • 대형 구조물에 작용하는 큰 외력은 능동 제어 장치의 제어입력에 포화를 종종 유발한다. 그리고 구조물이 대형화될수록 질량, 강성 등의 파라미터들에 대한 정확한 값을 알기가 어려워지므로, 수학적인 모델과 실제 구조물과의 모델링 오차는 파라미터들에 대한 불확실성으로 제어기의 설계 시에 고려되어야 한다. 그러므로 건축 및 토목 구조물에 대한 능동 진동 제어 방법을 다룰 때 제어기의 안정성을 보장하기 위하여 제어입력의 포화와 계의 파라미터 불확실성을 동시에 고려한 강인 포화 제어기의 설계가 필요하다. 여기에서는 건물의 능동 진동 제어에 연구 및 적용되어진 여러 제어기들 중에서 선형 최적 제어기 LQR, 수정된 뱅뱅 제어기, 포화 슬라이딩 모드 제어기, 강인 포화 제어기의 안정성을 살펴본다. 특히 제안된 강인 포화 제어기의 필요성을 보이기 위하여 LQR, 수정된 뱅뱅 제어기, 포화 슬라이딩 모드 제어기들이 제어입력의 포화나 파라미터 불확실성이 존재하는 경우에 불안정해지는 현상들을 보인다. 2자유도 진동계에 대한 수치 예제와 능동 질량 감쇠기(AMD)를 이용한 2층 구조물에 대한 실험을 통하여 강인 포화 제어기의 강인 안정성을 보인다.

강인 포화 제어기의 LMI 최적 설계를 이용한 구조물의 능동 진동 제어 (Active Vibration Control of Structure Using LMI Optimization Design of Robust Saturation Controller)

  • 박영진;문석준;임채욱
    • 한국소음진동공학회논문집
    • /
    • 제16권3호
    • /
    • pp.298-306
    • /
    • 2006
  • In our previous paper, we developed a robust saturation controller for the linear time-invariant (LTI) system involving both actuator's saturation and structured real parameter uncertainties. This controller can only guarantee the closed-loop robust stability of the system in the presence of actuator's saturation. But we cannot analytically make any comment on control performance of this controller. In this paper, we suggest a method to use linear matrix inequality (LMI) optimization problem which can analytically explain control performance of this robust saturation controller only in nominal system. The availability of design method using LMI optimization problem for this robust saturation controller is verified through a numerical example for the building with an active mass damper (AMD) system.

기구학적 모델 기반 임업용 크레인 팁 제어방안에 관한 연구(1): RR 매니퓰레이터 (A Feasibility Study in Forestry Crane-Tip Control Based on Kinematics Model (1): The RR Manipulator)

  • 김기덕;신범수
    • 한국산림과학회지
    • /
    • 제111권2호
    • /
    • pp.287-301
    • /
    • 2022
  • 본 연구는 기계화 목재 생산 작업에 가장 많이 활용되는 크레인 작업의 효율성을 높이기 위하여 엔드이펙터를 직관적으로 수직 또는 수평 제어할 수 있는 크레인 팁 제어방법을 제안하고 제어성능을 확인하기 위해 수행되었다. 실험 변수에 따른 제어성능을 검증하고자 전동실린더를 이용하여 실험실 규모의 크레인을 제작하고, 크레인에 대한 순기구학/역기구학 분석을 통하여 현재 크레인 팁의 위치좌표와 각 목표점에서의 조인트 각도를 출력할 수 있도록 구성하였다. 경로점을 생성하여 제어하는 방법을 이용하였고, LBO(Lateral Boundary Offset)을 이용한 불감대 영역을 설정하도록 하였다. 뱅뱅제어(Bang-bang control)을 이용하여 적정 파라미터를 선정하였고, 경로점의 개수와 LBO 반경은 평균오차와 관계가 있었으며, 실린더의 속도는 소요시간과 관계가 있는 것으로 확인되었다. 경로점의 개수가 증가, LBO 반경이 감소함에 따라 평균오차는 감소하였고, 실린더의 속도가 감소함에 따라 소요시간은 감소하였다. 비례제어를 이용하여 실린더의 속도가 매 제어주기마다 변경될 때에는 소요시간은 큰 폭으로 감소하였지만 실제 제어의 형상은 큰 범위에서 오버슈트와 언더슈트를 반복하며 제어가 이루어졌다. 따라서, 추가적으로 각각의 실린더의 속도를 상대적으로 변경할 수 있는 속도 게인을 적용하여 비례제어를 수행하였고, 10 mm 이내의 범위에서 제어가 이루어짐에 따라 20 ms의 제어주기에서 속도 게인이 적용된 비례제어만을 이용하여 크레인 팁 제어가 가능한 것으로 검증되었다.

뱅뱅 제어법을 변형한 중간 경로 제동이 가능한 최단시간 제어기의 개발 (A study on the trajectory controllable minimum-time controller using modified bang-bang control law)

  • 이현오;양우석
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
    • /
    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
    • /
    • pp.44-47
    • /
    • 1996
  • Bang-bang control law provides the optimal solution for a minimum-time control problem, but ignores the intermediate path except for the initial and final points. In this paper, a near minimum-time suboptimal fuzzy logic controller is introduced that can control the intermediate path. A dynamic model for a system is established using the average dynamics method of linearization. System model is continuously updated over the control time periods. This makes it suitable for high speed or variable payload applications. Bang-bang control theory is modified and used to derive the preliminary control law. A fuzzy logic algorithm is then applied to adjust and find the best solution. The solution will provide the suboptimal minimum-time control law which can avoid obstacles in the workspace.

  • PDF

최단시간 제어기를 이용한 구동장치의 정상상태 오차개선 (Improvement of Steady-state Error in a Driving System with Time-optimal Controller)

  • 이성우;송오섭
    • 한국소음진동공학회논문집
    • /
    • 제22권9호
    • /
    • pp.861-869
    • /
    • 2012
  • This paper presents a high performance position controller in a driving system using a time optimal control which is widely used to control driving systems to a desired reference position or velocity in minimum response time. The main purpose of this study is an improvement of transient response performance rather than steady-state response comparing with another various control strategies. In order to improve the performance of time optimal control, we tried to find the cause of the steady-state error in the driving system we have already made up and also suggest the newly modified type of time optimal control method in this paper.

Lyapunov 안정성을 이용한 구동장치의 강인 최단시간 제어기 설계 (Robust Near Time-optimal Controller Design for a Driving System Using Lyapunov Stability)

  • 이성우;송오섭
    • 한국소음진동공학회논문집
    • /
    • 제22권7호
    • /
    • pp.650-658
    • /
    • 2012
  • This paper proposes a high performance position controller for a driving system using a time optimal controller which has been widely used to control driving systems to achieve desired reference position or velocity in a minimum response time. The main purpose of this research lies in an improvement of transient response performance rather than that of steady-state response in comparison with other control strategies. In order to refine the scheme of time optimal control, Lyapunov stability proofs are incorporated in a controller of standard second order system model. This scheme is applied to the control of a driving system. In view of the simulation and experiment results, the standard second order system model exhibits better minimum-time control performance and robustness than double integral system model does.

Software Bang-Bang Algorithm을 이용한 DC Motor 전류제어 (Current Control of DC Motor using Software Bang-Bang Algorithm)

  • 배종일;정동호
    • 한국기계가공학회지
    • /
    • 제2권4호
    • /
    • pp.88-94
    • /
    • 2003
  • The DC motor has the strong characteristics in the speed response, the system parameter variations and the external influence and is used as the speed controller with its good starting torque in the distributing industry. However development of the Microprocessor which is for high speed switching program can make better control system. This paper introduce to design of the high-effective DC motor controller that is using Software Bang-Bang Program of Fuzzy algorithm and to verity a PI controller and a Fuzzy controller.

  • PDF

적응형 뱅뱅 제어 알고리듬을 이용한 다자유도계의 진동 제어에 관한 연구 (A study on the vibration control of a MDOF system using the adaptive bang-bang control algorithm)

  • 임채욱;정태영;문석준
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
    • /
    • pp.239-245
    • /
    • 2000
  • Adaptive bang-bang control algorithm has been proposed by the authors to improve peak response reduction of building structures under unexpected large earthquake. At the previous research, control performance of the proposed algorithm was experimentally confirmed by using a I-DOF test structure. As an extended research, performance tests on a multi-DOF model structure have been conducted to prove the usefulness of the adaptive bang-bang control algorithm using a hydraulic AMD. It is confirmed that the proposed adaptive bang-bang algorithm is applicable to suppress the vibration of multi-DOF structures subject to severe external excitations.

  • PDF

구배법 알고리즘에 의한 슬래브축열의 최적제어 해석 (An Analysis of the Optimal Control of Air-Conditioning System with Slab Thermal Storage by the Gradient Method Algorithm)

  • 정재훈
    • 설비공학논문집
    • /
    • 제20권8호
    • /
    • pp.534-540
    • /
    • 2008
  • In this paper, the optimal bang-bang control problem of an air-conditioning system with slab thermal storage was formulated by gradient method. Furthermore, the numeric solution obtained by gradient method algorithm was compared with the analytic solution obtained on the basis of maximum principle. The control variable is changed uncontinuously at the start time of thermal storage operation in an analytic solution. On the other hand, it is showed as a continuous solution in a numeric solution. The numeric solution reproduces the analytic solution when a tolerance for convergence is applied severely. It is conceivable that gradient method is effective in the analysis of the optimal bang-bang control of the large-scale system like an air-conditioning system with slab thermal storage.

Lyapunov 강인 안정성 조건을 이용한 강인 최적 뱅뱅 제어기 (Robust Optimal Bang-Bang Controller Using Lyapunov Robust Stability Condition)

  • 박영진;문석준;박윤식;임채욱
    • 제어로봇시스템학회논문지
    • /
    • 제12권5호
    • /
    • pp.411-418
    • /
    • 2006
  • There are mainly two types of bang-bang controllers for nominal linear time-invariant (LTI) system. Optimal bang-bang controller is designed based on optimal control theory and suboptimal bang-bang controller is obtained by using Lyapunov stability condition. In this paper, the suboptimal bang-bang control method is extended to LTI system involving both control input saturation and structured real parameter uncertainties by using Lyapunov robust stability condition. Two robust optimal bang-bang controllers are derived by minimizing the time derivative of Lyapunov function subjected to the limit of control input. The one is developed based on the classical quadratic stability(QS), and the other is developed based on the affine quadratic stability(AQS). And characteristics of the two controllers are compared. Especially, bounds of parameter uncertainties which theoretically guarantee robust stability of the two controllers are compared quantitatively for 1DOF vibrating system. Moreover, the validity of robust optimal bang-bang controller based on the AQS is shown through numerical simulations for this system.