• 제목/요약/키워드: 상태궤환 제어기

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불확실성 파라미터를 포함하는 김발시스템의 상태궤환 강인제어기 설계 (A Robust State Feedback Control of Gimbal System with Parametric Uncertainty)

  • 전영범;최우석;한지훈;이성우;강태하
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권8호
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    • pp.140-147
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    • 2015
  • 본 논문에서는 불확실성 파라미터를 포함한 김발시스템의 상태궤환 강인제어기를 제안하였다. 제안한 제어기는 김발시스템 동역학 변화에 강인하도록 설계하였고, 위치 및 속도 정상상태 오차 감소를 위한 동적보상기를 상태변수에 추가하였다. 페루프 시스템의 안정도는 Lyapunov 안정도판별법을 이용하여 증명하고, 2축 김발시스템 모델링을 이용한 모의실험을 통해 제어기 성능입증을 수행하였다.

직류서보 위치제어 시스템을 위한 편차적분 상태궤환 가변구조제어기 (Integral Error State Feedback VSC for a DC Servo Position Control System)

  • 박영진;이기상;홍순찬
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제8권3호
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    • pp.88-95
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    • 1994
  • 직류서보 위치제어 계통에서 정합조건을 만족하지 않는 외란의 영향을 제거하기 위하여 편차적분 상태궤환 가변구조제어기(IESFVSC)를 제안한다. 제안되는 제어계는 2차의 서보보상기와 상태궤환 가변구조제어기로 구성되었으며 서보보상기를 포함함으로 인하여 다양한 형태의 외란에 대한 제어계의 강인성을 증가시키는 동시에 편차방정식을 사용하지 않고도 효과적인 목표치 추적능력을 가진다. 제안된 IESFVSC를 직류전동기 위치제어계에 적용하고, 다양한 조건에서 이론적인 해석과 시뮬레이션을 수행함으로서 이 제어계가 정합조건이 만족되지 않는 계단형 및 ramp형 외란이 발생할 경우에도 매우 우수한 정상상태특성과 외란제거성능을 가짐을 입중하였다.

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불확실한 pure-feedback 비선형 계통에 대한 출력 궤환 적응 신경망 제어기 (Adaptive Output-feedback Neural Control of uncertain pure-feedback nonlinear systems)

  • 박장현;김성환;장영학;유영재
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.494-499
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    • 2013
  • 본 논문은 불확실한 연속시 단일입력 단일출력 pure-feedback 비선형 계통에 대해서 참고문헌 [15]에서 제안된 상태변수 궤환 적응 신경망 제어 알고리듬을 바탕으로 출력만이 측정 가능한 계통에 적용할 수 있는 출력 궤환 제어기를 제시한다. 고려하는 계통에 대한 출력 궤환 적응 신경망 제어기는 이 분야에서 아직까지 어느 문헌에서도 다루지 않은 주제이다. 제안된 출력 궤환 제어기는 백스테핑을 회피하여 상대적으로 간결한 제어 규칙과 단 하나의 신경망만이 사용된다는 [15]의 장점을 그대로 계승하며 적용되는 비선형 계통의 범주를 더 넓힌다는 의미를 가진다.

입력지연을 갖는 T-S 퍼지 시스템의 관측기기반 출력궤환 안정화기 설계 (Observer-Based Output Feedback Stochastic Stabilizer for T-S Fuzzy Systems with Input Delay)

  • 이상인;박진배;주영훈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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    • pp.840-843
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    • 2003
  • 본 논문은 임의의 입력지연을 갖는 Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 시스템의 관측기 기반 출력궤환 제어 시스템을 논의한다. 설계된 연속시간 T-S 퍼지 관측기 시스템을 영차의 샘플/홀드 함수를 이용하여 이산시간 관측기를 설계한다. 이때 플랜트와 관측기의 출력에러가 제어기를 통하여 궤환되기 때문에 이산화 과정에서 발생한 에러를 보정할 수 있다. 여기에서 시스템의 제어 입력은 임의로 변화하는 유한개의 상태를 갖는 마코프 확률과정으로 표현한다. 생성된 시스템의 확률적 안정 가능성 조건은 선형 행렬 부등식의 형태로 표현한다. 이러한 결과를 2자유도 헬리콥터의 모델에 대한 모의실험을 통하여 효용성을 확인한다.

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제약조건을 가지는 컨테이너 크레인 시스템용 최적 상태궤환 제어기 설계 (Design of an Optimal State Feedback Controller for Container Crane Systems with Constraints)

  • 주상래;진강규
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제24권2호
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    • pp.50-56
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    • 2000
  • This paper presents the design of an optimal state feedback controller for container cranes under some design specifications. To do this, the nonlinear equation of a container crane system is linearized and then augmented to eliminate the steady-state error, and some constraints are derived from the design specifications. Designing the controller involves a constrained optimization problem which classical gradient-based methods have difficulties in handling. Therefore, a real-coding genetic algorithm incorporating the penalty strategy is used. The responses of the proposed control system are compared with those of the unconstrained optimal control system to illustrate the efficiency.

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부분적인 상태궤환과 공진비제어를 이용한 2관성계의 H제어 (H control of 2-mass system using partial state feedback and resonance ratio control)

  • 김진수;유상봉
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.36-44
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    • 2003
  • 전동기와 부하가 강성이 작은 축으로 연결되는 산업용 전동기 구동시스템에 있어서 전동기의 관성과 부하의 관성에 의해 축에 비틀림 진동이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 기존에 2자유도 H$_{\infty}$제어기가 제안되었다. 그러나 이 제어기는 구현하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 부분적인 상태궤환과 공진비제어를 이용한 2관성계의 H$_{\infty}$제어가 제안되었다. 제안된 제어기는 간단하면서도 외란 및 진동억제 성능을 만족한다.어기는 간단하면서도 외란 및 진동억제 성능을 만족한다.

이산시간 LQ 조절기의 안정도 강인성 향상에 관한 연구 (On the improvement of the stability robustness in the discrete-time LQ regulator)

  • 김상우;권욱현
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제1권2호
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    • pp.83-87
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    • 1995
  • 본 논문에서는 이산시간 LQ 조절기의 안정도 강인성을 주파수 영역및 시간영역에서 고찰하고 그 향상책을 제시하낟. 주파수영역에서 강인성 척도인 궤환차행렬(return difference matrix) 의 최소특이치가 상태가중치 행렬과 제어가중치 행렬의 비와 반비례함을 보이고, 시간영역에서 매개변수의 변화에 대한 안정도 강인성 범위들을 얻는다. 이 범위들의 점근적 성질을 밝히기 위하여 LQ 궤환이득의 특이치들이 상태가중치 행렬과 제어기중치 행렬의 비의 증가함수 임을 보인다. 몇가지 조건하에서 시스템 행렬(입력행렬)에 대한 안정도 강인성 범위가 상태 가중치 행렬과 제어가중치 행렬의 비가 증가(감소)함에 따라서 증가함을 보이고, 이러한 사실들을 예제를 통하여 검증한다.

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가변 풍량 유닛에 대한 적분기를 가진 상태 궤환 제어에 관한 연구 (A Study on the State feedback with Integral Control for a Variable Air Volume Unit)

  • 박세화
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제1권2호
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    • pp.9-14
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    • 2000
  • 건물의 에너지 효율과 절약을 위해 최근 주목을 많이 받고 있는 가변 풍량 유닛(VAV)에 대해 실제적인 적용을 위한 적분기를 가진 상태 궤환 제어기를 연구한다. 디지털 제어기에 적합하도록 제어기를 개발하게 되며, 디지털 제어기는 결과적으로 대상으로 하는 실내 공간의 온도와 급기 유량으로부터 VAV 유닛 댐퍼의 개도를 조절한다. 설정 온도의 변화와 외부 온도의 변화등의 조건에 대해 모의 실험이 수행되었으며, 단순화된 대상 실내 공간과 댐퍼 구동기의 모델링이 고려되어 제어기의 이득 파라미터와 시스템의 동특성과의 관계를 고찰한다.

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이륜 도립진자 로봇의 모델 기반 제어 시스템 설계 (Model Based Control System Design of Two Wheeled Inverted Pendulum Robot)

  • 구대관;지준근;차귀수
    • 전력전자학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.162-172
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    • 2011
  • 본 논문에서는 LEGO NXT 마인드스톰을 사용하여 이륜 도립진자 로봇을 제작하고 MATLAB/SIMULINK를 이용한 모델 기반 설계 방법으로 제어기를 구현한 임베디드 시스템을 제안하였다. 먼저 이륜 도립진자 로봇의 모델링과 시뮬레이션을 통해 제어기의 성능과 안정성을 확인한 다음 시뮬레이션 프로그램을 직접 코드 변환하여 실험으로 설계된 제어기의 유효성을 확인하였다. 이륜 도립진자 로봇은 도립진자 원리를 이용한 자율 자세 제어를 기본 기능으로 하고 목적지까지 주행이 가능한 로봇이다. 제어기는 2차의 최적제어 방법으로 설계된 상태궤환 제어기를 이용하였다. 2차의 최적제어는 성능 지수 함수 �じ� 최소로 하는 이득행렬 �ジ� 구해 상태궤환 제어기의 이득으로 쓰는 방법으로 이득 설정 방법이 용이하여 이륜 도립진자 로봇의 제어기로 사용할 수 있다. 이륜도립진자 로봇의 제어기를 설계한 후 실험으로 자세 제어 성능과 외란 응답성, 무선 조종 주행 성능, 라인 주행 및 장애물 회피 성능을 확인하였다.

강인한 제어기를 이용한 공탄성 시스템의 응답특성 (Response Characteristics of Aeroelastic Systems Using Robust Controller)

  • 나성수;정인주
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.437-444
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    • 2005
  • 이 논문은 비압축성 유동장에 노출된 2차원 플랩이 있는 날개의 단면에 대한 강인한 공탄성 제어기법을 소개하고 있다. 강인한 제어기는 다목적 상태궤환 합성법을 위해 선형행렬부등식을 이용하여 설계되었다. 제어기의 설계목적은 모델불확실성이 존재하는 상황에서 주파수영역에서의 성능과 시간영역에서의 성능을 함께 만족시키는 것으로 하였다. 수치예제들은 2차원-3자유도 플랩이 있는 날개 단면의 공탄성 응답을 감쇠시키는데 있어서 선형행렬부등식의 접근법의 유효성을 잘 제시하고 있다.