본 논문에서는 실시간 웹 서비스 시스템에서 과부하를 조절하는 기법을 제안한다. 기존의 많은 기법은 단순히 웹 연결 수를 조절하여 과부하를 방지한다. 이는 웹서버의 요청 처리를 위한 추가적인 웹 태스크의 생성을 조절하는 것만 가능하고, 이미 생성된 웹 태스크나 내부 디바이스의 최신 상태를 알려주기 위해서 주기적 동작하는 내부의 실시간 태스크 등에 대해서는 과부하 방지를 위한 아무런 조치를 취하고 있지 않다. 본 논문에서는 주기적 동작하는 내부의 실시간 태스크 등에 대해서도 동적으로 부하를 반영할 수 있는 제어기를 설계한다. 설계된 제어기를 적용한 피드백제어 시스템을 구성하여 안정된 부하 조절이 가능함을 확인하였다.
본 논문에서는 외란관측기를 이용한 자동문 제어기 설계 기법을 제안한다. 통상적으로 자동문의 제어기로 PID제어기를 주로 사용하고 있으나, 설치장소에 따라 문의 크기 및 무게가 다양하기 때문에 파라미터의 변동과 불확실한 동역학 및 외란 등을 고려한 강인한 제어기가 요구된다. 이를 위해 선형화된 자동문의 모델을 제시하고, 이를 기반으로 상태피드백 제어기와 관측기를 사용하여 LQR 제어기를 설계한다. 불확실한 요소를 보상하기 위하여 외란 관측기를 제시한다. 시뮬레이션과 실험결과는 제안한 제어기법의 타당성을 보여준다.
이번 연구에서는 병렬 결합된 두 개의 비동기 순차 머신에 대한 교정 제어 문제를 다룬다. 각 비동기 머신은 동일한 외부입력을 받아 서로 독립적인 상태 천이 특성을 보인다. 본 논문에서는 한 개의 교정 제어기만을 이용하여 두 개의 비동기 머신의 폐루프 시스템 동작을 각각의 기준 모델의 동작과 일치시키도록 하는 제어 방법을 제안한다. 본 방법은 교정 제어기 두 개를 사용해야 하는 기존 방법에 비해 제어기 크기 및 계산량을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 대상 비동기 머신이 입력/상태 유형이라고 설정하고 상태 피드백 교정 제어기가 존재할 조건과 설계 과정을 제시한다. 또 예제 시스템을 통하여 제안된 기법의 적용 과정을 기술한다.
본 연구에서는 새로운 광피드백 장기 안정화법을 제안하고 실험적으로 그 가능성을 입증하였다. 제안한 방법은 광로장을 제어하는 방법으로써 지금까지와는 다른 고감도의 광피드백 위상 변별 기법을 도입하였다. 이는 외부 반사체로 사용한 공초점 패브리-페로 공진기의 반사모드의 편광 분광법에 의하여 위상 변별 신호를 얻어내는 것이다. 실험 결과 약 20시간 정도의 안정된 제어 상태를 유지하였다. 이 실험에서 사용한 광학계가 각각의 분리된 광학 요소를 광학 테이블에 배열한 불안정한 상태였으므로 광학계의 크기를 줄이고 각 광학적 요소를 하나의 판 위에 고정시킴으로서 일체화시킨다면 안정된 제어의 유지시간을 대폭 늘일 수 있을 것이다.
본 연구에서는 준능동형 제진장치로 복합형 제진장치(HMD, Hybrid Mass Damper)의 운용에 요구되는 제어알고리즘 개발에 대한 연구를 진행하였다. 제어력을 산정하기 위한 알고리즘 내장화 과정에서 구조물의 상태를 피드백하기 위해서는 구조물의 가속도를 계측하고 이로부터 변위, 속도를 추정하게 되는데 여기서 발생하는 오차의 문제점을 개선하기 위하여 GPS의 실시간 변위측정기술을 활용하여 변위를 직접 입력하면서 구조물의 응답을 제어할 수 있는 알고리즘을 구성하려 한다. 이 때 측정된 데이터의 값에는 잡음이 발생하고 미분기의 동적특성을 가지고 있는 HMD에 입력신호로 사용하는 경우 상당한 오차가 생기는 변위 되먹임(Feedback)의 문제점을 확인하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 제진장치 입력신호의 시간간격(Time-interval)을 조정하여 오차를 줄일 수 있는 방안을 제안하였다. 수치해석결과, 입력신호에는 최적의 시간간격(Time-Interval)이 존재하였으며 이를 적용할 경우 건물의 변위와 가속도 응답을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 릴레이 피드백을 이용한 주파수 영역에서 내부 및 외부 모델을 동정하고 이 모델을 바탕으로 IMC-Cascade 제어기 파라미터 자동 동조 알고리즘을 제안하였다. 모델 동종 방법은 정상상태와 과도상태를 고려하여 1차의 지연모델로 동정 하였으며, 내부 제어기 및 외부 제어기의 제어 파라미터는 동정된 모델을 활용하여 성능지수 ITAE값이 최소로 되도록 자동동조 하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 방법이 기존의 방법보다 우수함을 확인할 수 있었다.
지진력을 받는 건물의 응답을 능동적으로 제어하기 위해서는 건물의 응답을 측정하고, 이것을 바탕으로 제어력을 산정하여야 한다. 제어력의 산정 방법에는 여러 제어 알고리듬이 적용이 될 수 있는데, 2차 성능지수를 이용하는 LQ제어는 해석의 용이함과 제어의 효율성으로 인하여 널리 쓰이고 있다. 그러나, LQ제어에는 실시간으로 계측이 된 건물의 지반과의 상대 변위 및 속도를 필요로 하나 이러한 상태 변수를 계측하기가 매우 어려워 건물의 제어를 위한 적용에 한계가 있다. 따라서, 계측이 용이한 건물의 절대 가속도를 바탕으로 관측이 용이한 건물의 절대 가속도를 바탕으로 관측기를 이용하여 상태 변수를 추정하여 제어력을 산정하는 LQC 제어 알고리듬이 지진력을 받는 건물에 대한 실용적인 알고리듬이 될 수 있다. 본 연구에서는 이러한 LQC 알고리듬의 성능을 검증하기 위하여 능동제어추진기가 설치된 축소 1층 모형에 대한 해석 및 실험을 수행하였으며, 그 결과 LQC 알고리듬의 제어 효율을 확인할 수 있었다.
2관성 시스템을 제어할 때 자주 발생하는 진동은 빠른 속도 응답을 얻거나 외란 제거를 어렵게 한다. 본 논문은 2관성 모터시스템에 대해서 유전자 알고리즘을 사용하여 세 가지 속도 제어기(I-P, I-PD, 상태 피드백)의 자동 극배치 제어기를 설계하는 방법을 제시한다. 오버슈트와 세틀링 시간을 줄이는 관점에서 유전자 알고리즘을 사용하여 최적의 파라미터를 선정한 다음 이들을 각 제어기의 이득을 계산 할 때 사용한다. 몇 가지의 시뮬레이션을 통해서 제안한 제어기의 성능을 보인다. 제안한 제어기는 유연한 샤프트를 갖는 2관성 모터 시스템의 제어기의 자동 설계법이 될 수 있다.
본 연구에서는 자기부상시스템에 대해 흡인식 자기부상방식을 채택하고 쇠구슬에 대한 운동을 상하 1자유도로 가정하여 운동방정식을 세운다. 이때 전자석이 자기 부상력은 전자석에 흐르는 전류와 인덕턴스의 함수라 가정하고, 모델의 불확실성은 자기부상계의 운동 방정식으로부터 선형화 할 때 발생하는 오차 및 파라미터 변동으로 생각한다. 또한 모델의 불확실성이 존재하더라도 정상편차 없이 부상하는 서보제어계를 설계한다. 그런데 저자등은 강인성 문제 및 정상편차 없는 것에 역점을 두어 H$_{\infty}$ 제어이론에 기초한 1형 로바스트 서보 제어기를 구하여 자기부상 시스템의 안정화 제어계로써 적용한 적이 있다. 이때 중심해 이외의 해를 이용하여 설계한 서보 제어계는 자기부상계의 과도상태시에 일어나는 오버슈트를 줄일 수 없었다. 따라서 시스템 내부 안정화를 위하여 H$_{\infty}$ 제어이론에 의해 설계된 피드백(feedback) 제어기와 물체가 부상할 때 오버슈트를 줄이고 제어량이 목표치에 잘 추종하기 위해 설계된 피드 포워드(feed forward) 제어기로써 2자유도를 갖는 제어계를 설계한다. 이렇게 설계한 2자유도 제어계를 가지고 모의 응답실험과 본 연구자들이 만든 자기부상 시스템의 실험결과를 비교함으로써 설계된 제어기의 타당성을 조사한다.
최근에 측정할 수 있는 상태만을 피드백하여 시스템의 극점을 의도한 영역에 배치하는 상수들의 영역을 찾아내는 방법이 제시되었고, 비행체의 제어에 적용한 결과가 발표되었다. 이 방법은 근궤적법과 극점배치법의 단점을 상호 보완하며 견실성(Robustness)에 대한 판단을 용이하게 할 뿐 아니라 컴퓨터를 사용하여 쉽게 설계에 이용될 수 있는 장점이 있다. 그러나 S 평면상에 배치되는 각각의 극점쌍의 위치를 제어 상수들의 조합으로 부터 유추해내기 어렵고, 중요하지 않은 극점이 의도하는 영역밖에 있는 경우에는 적용하는데 난점이 있었다. 본 논문에서는 이 방법을 확장하여 S 평면상에 배치되는 복소극점쌍의 위치를 제어상수 평면에서 간단하게 유추할 수 있고, 이득여유 위상여유를 동시에 고려할 수 있는 제어상수 영역 그래프법을 제시하고 노드롭(Northrop) 항공사의 시험용 비행기를 대상으로 하여 종방향운동 제어기의 설계 예를 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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