본 논문은 단일입력 단일출력 비선형 계통에 대해서 강인한 출력궤환 제어기를 제시한다. 이전의 출력궤환 비선형 제어기가 모두 동적인 관측기 기반으로 설계된 반면 본 논문에서는 출력의 과거값들만을 이용하여 상태변수를 추정하는 새로운 방식을 제안하고 이를 후방차분 상태추정기라 명했다. 실제 상태변수값과 추정치와의 오차를 보상하기 위해서 제어입력에 강인제어항을 추가하였고 그것의 이득을 자동으로 조정하는 적응 알고리듬을 채택했다. 전체 폐루프 시스템은 출력 추종 오차가 점근적으로 안정하도록 그리고 모든 신호가 유계이도록 제어입력과 적응법칙이 설계된다. 제시된 제어기를 역진자 계통에 적용한 모의실험을 통해서 성능을 검증하였다.
INS는 위치, 속도 및 자세정보를 고속으로 제공하며 스스로 항법정보를 제공하는 장점이 있으나 오차가 시간에 따라 증가하는 단점이 있다. 반면에 GPS는 데이터를 저속으로 제공하며 재밍(Jamming)에 영향을 쉽게 받으나 오차가 시간에 상관없이 일정하다는 장점이 있다. 따라서 상호보완적인 특성을 가지는 INS와 GPS를 통합하였을 때 더욱더 정확한 항법해를 제공할 수 있다. 그러나 INS와 GPS를 통합하는 과정에서 INS정보와 GPS정보의 정확한 시각적 동기가 어려우며, 시각적 비동기에 의한 오차는 일정한 측정오차를 유발하며 고속으로 운항하는 경우에는 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구는 GPS/INS 통합항법 시스템에서 측정치 시간지연에 의해 유발되는 오차를 효과적으로 줄이기 위해 바이어스 분리형 칼만필터를 이용한 시간지연오차 보상기법을 강결합 방식과 약결합 방식에 대하여 각각 제안하였다. 각각의 통합모델에서 위치와 속도보정의 측정방정식을 지연시간에 관하여 선형화하였고 지연 상태변수를 기존의 선형 오차방정식에 추가하고 바이어스 분리형 칼만필터를 적용하여 시간지연을 초기에 추정하여 보상하도록 구성하였으며 시뮬레이션을 통하여 성능을 검증하였다.
일반적인 통신 시스템에서 높은 전력을 가지는 출력 신호를 얻기 위하여 고전력증폭기(HPA)의 사용은 필수적이다. 그러나 HPA를 통과한 신호는 AM/AM 및 AM/PM의 비선형왜곡이 발생하는 단점을 가지고 있다. 그 결과 송신신호의 대역내 신호 스펙트럼이 왜곡되고 신호의 대역폭을 확장시켜 인접채널에 간섭을 유발한다. 본 논문에서는 HPA의 비선형 왜곡 특성을 보상하기 위하여 기저대역에서 룩업테이블(LUT)을 이용한 전치왜곡기의 동작 알고리듬을 제안한다. 먼저, LUT의 빠른 초기화를 위하여 송신신호로부터 HPA의 특성을 예측하여LUT를 초기화 시키는 알고리듬을 제안한다. 그리고 통신중에 HPA의 특성이 변화할 경우에 대비하여 평균자승오차를 최소화하는 적응알고리듬을 제안한다.
본 논문은 리세트(reset) 제어이론과 상태궤환 안정성 기법을 이용하여 회전식 역진자 시스템의 강인제어시스템을 제안한다. 우선 복잡한 비선형 역진자 시스템을 평형점에서 선형화한 후 상태궤환기법을 이용하여 안정한 모델을 구성한다. 이 선형시스템 모델에서 발생할 수 있는 시스템 섭동으로 인한 실시간 제어오차를 보상하기 위한 리세트 제어알고리즘을 보조제어시스템으로 추가한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 제어 알고리즘의 타당성 및 성능의 개선정도를 분석한다.
DC/DC 승압 컨버터는 인덕터 내부 저항으로 인하여 부하 저항의 변화가 시스템 동작점에 영향을 미치게 되며, 이로 하여 제어기 설계의 기준이 되는 선형화된 모델은 불확실성을 가지게 된다. 본 논문은 인덕터의 내부 저항과 출력단의 부하 변동으로 인한 불확실성에 대하여 출력 전압의 강인성을 향상시키기 위해 PI 관측기 기반 적분형 상태 변수 궤환 제어기를 제안한다. PI 관측기는 불확실한 시스템 제어에 널리 사용되는 오차의 적분항을 Luenberger 관측기에 추가한 형태로써 불확실성에 강인한 추정 성능을 보인다. 모의실험을 통해 불확실성이 존재하는 경우 제안된 제어기의 강인성을 확인하고 설계된 관측기가 Luenberger 관측기에 비해 상태변수 추정 성능이 우수함을 보인다.
In this paper, the nonlinear control of high precision pointing stabilization system using feedback-linearization design methodology based on system parameter identification is discussed. Modern nonlinear servomechanism theory is adapted to cope with the hard nonlinearities inherent in the turret system. The mathematical models of electrical turret driving system to develop a high performance control algorithm are derived, and the parameter estimation algorithm identifying the unknown system parameters such as vicious and coulomb frictions, stiffness and inertia is developed. Through computer simulation and experiments, it is shown that pointing and tracking accuracy and stabilization against the wideband stochastic disturbance induced by vehicle running on the bump course are improved. Therefore, it is considered the proposed nonlinear control technique is effective in counteracting the nonlinearities and disturbances.
본 논문에서는 유연한 단일링크 매니퓰레이터의 끝단 위치 추적제어를 위해 웨이블렛 신경망을 이용한 강인 적응제어기를 제안한다. 전체 제어기는 웨이블렛 신경망에 의해 추정된 피드백 선형화 제어기와 그 추정오차를 보상하기 위한 보상제어기로 구성된다. 시스템의 출력값은 최소위상을 보장하기 위하여 재정의하여 사용된다. 구성된 웨이블렛 신경망의 연결 가중치는 Lyapunov 안정도 이론에 기초해서 조절된다. 제안된 제어기의 성능 향상은 PD 제어기와 비교함으로써 입증된다.
이 논문에서는 VHF 대역에서 동작하는 주파수도약 송신기의 전력증폭기를 선형화한다. 적응 전치왜곡기(adaptive predistorter)를 사용하여 애널리그 다항식 선형화기를 전치왜곡기로 사용한다. 수렴 소도를 높이기 위하여 전치왜곡기의 출력신호와 후처리기의 출력신호 사이의 오차가 글로벌 최소치에 접근하도록 RLS(recursive least square) 적응 앨거리듬을 적용한다. 실험결과 설계된 선형 전력증폭기의 ACP(Adjacent Channel Power)는 10 dB 개선된다.
This paper describes an application of sliding mode control to an active magnetic bearing(AMB) system. A sliding mode control is robust to model uncertainties and external disturbances. To ensure the authority of sliding mode control, model parameter uncertainties caused from linearization of electro-magnetic attractive force are analyzed and a domain of parameter uncertainties in which reachability to sliding surface is guaranteed is derived. The validity of the analysis is illustrated along with some simulation examples.
선형 Boussinesq 형태의 파동방정식을 지배방정식으로 사용하는 능동적인 분산보정 지진해일 전파 유한 차분모형의 정확도를 향상시키기 위한 새로운 동시격자접속기법을 개발하였다. 이 격자접속기법은 공간에 대해 3차 보간식을 사용하므로 짧은 파에 대해서 보간에 따른 오차를 최소화할 수 있고, 시간에 대해 2차 보간식을 사용하기 때문에 기존 기법에 비해 더 정확한 값을 얻을 수 있다. 개발된 격자접속기법의 정확성을 평가하기 위해 수중 원형천퇴상을 전파하는 Gaussian 형상의 가상지진에 대해 격자접속기법을 적용하지 않고 계산한 결과와 격자접속기법을 적용하여 계산한 결과를 FUNWAVE에 포함되어 있는 선형화된 Boussinesq방정식에 의해 계산된 수치해와 비교하였다. 그 결과 개발된 동시격자접속기법의 우수함이 검증되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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