극점은 제어시스템의 안정성, 수렴속도를 결정하는 중요한 요소이다. 본고에서는 출력 되먹임을 이용하여 임의의 원하는 극점을 배치하고, 또한 외란을 극복하면서 기준 명령을 추종할 수 있는 제어기를 설계하는 방법을 살펴 보았다. 이를 위해서는 기준 입력 또는 외란의 불안정한 극점들이 제어루프에 포함되도록 한다. 즉, 불안정한 극점들이 마치 플랜트에 첨가된 것처럼 간주하고 제어기를 설계하면 된다. 제어기 차수를 줄이기 위해서는 제어기 설계과정에서 남는 자유도를 이용하여 불안정한 극점들이 제어기에 포함되도록 하면 된다.
기존의 이산시간 슬라이딩 모드 제어기에서는 주어진 슬라이딩 평면으로부터 등가 제어기를 설계하고 그로부터 폐루프 시스템의 고유값이 결정 되어 폐루프 시스템의 극점을 임의로 배치시키는 것이 어려웠다. 최근 슬라이딩 모드제어에 극점 배치기법을 도입하여 폐루프 시스템의 고유값을 임의로 배치시킬 수 있는 방법이 소개되었다. 그러나 극점 배치 기법은 루프 전달함수의 이득과 위상에 대한 여유도 관점에서 설계된 제어기가 아니므로 직접적으로 이득과 위상에 대한 여유도를 보장하기가 힘들다. 따라서 본 논문에서는 루프 전달함수의 이득과 위상에 대한 여유도를 확보할 수 있고 측정 잡음에 대한 민감성을 줄이기 위해 LTR과 멀티레이트 출력 제어기법을 적용해 해결하는 방법을 제안한다.
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.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.5
no.1
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pp.1-10
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2000
본 논문에서는 무정전전원장치(UPS)에 사용되는 3상 PWM 인버터의 정전압 제어특성 향상을 위해 개선된 형태의 데드비트 제어방식을 제안하고 이의 설계를 수행한다. 일반적으로 UPS는 전압제어 루프 안에 전류제어기를 두는 형태의 이중 제어 루프 구조를 가지며, 빠른 과도응답 제어 특성을 얻기 위해 데드비트 제어기가 많이 적용되어 왔다. 그러나 전압, 전류의 이중 제어구조를 갖는 데드비트 제어기의 경우 동일한 극배치 특성으로 인해 기존의 제어 시스템은 불안정한 측면을 갖게된다. 이러한 제어특성의 개선을 위하여 분리된 극배치를 가지는 제어기구조를 제안하며, 이는 전압제어기 출력으로 1차 지수함수 응답을 사용하는 변형된 형태의 데드비트 제어기로 구성된다. 아울러 부하 변동에 따른 부하전류의 외란성분을 전향보상하기 위하여 전차원 외란 관측기를 설계하고 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제안된 시스템의 우수성을 확인한다.
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.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.31
no.9
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pp.55-63
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2003
An attitude control system using reaction thrusters for the upper stage of a launch vehicle is considered. The thruster configuration (position and direction) determines control system response, fuel consumption, effective torque and system fault tolerance. We propose a procedure for finding the optimal thruster configuration with desired control effectiveness over the range of selected torque commands. An optimization technique called Particle Swarm Optimization is used for the numerical experiments. The validity of the solution is checked through computer simulations.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.20
no.3
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pp.491-498
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2016
The software defined networks implement a software network control plane, which is physically separated from the data plane. For wide area software defined network deployments, multiple controllers are required, and the placement of these controllers influences importantly the performance of the software defined networks. This paper proposes a Tabu search algorithm, which is one of the meta heuristic algorithms, for an efficient controller placement in software defined networks. In order to efficiently obtain better results, we propose new neighborhood generating operations, which are called the neighbor position move and the neighbor number move, of the Tabu search algorithm. We evaluate the performances of the proposed algorithm through some experiments in terms of the minimum latency and the execution time of the proposed algorithm. The comparison results show that the proposed algorithm outperforms the existing genetic algorithm and random method under various conditions.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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v.40
no.5
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pp.317-325
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2003
The vibration, which often occurred in a two inertia motor system, makes it difficult to achieve a quick response of speed and disturbance rejection. This paper provides an autonomous pole assignment technique for three kinds of speed controllers (I-P, I-PD, and State feedback) using GAs(Genetic Algorithms) for a two-inertia motor system. Firstly, the optimal parameters are chosen using GAs in view of reducing overshoot and settling time, then those are used in computing the gains of each controller. Some simulation results verify the effectiveness of the proposed design. The proposed controller is expected to be the autonomous design way for controlling a two-inertia motor system with flexible shaft.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.24
no.1
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pp.102-109
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2014
In this paper, an algorithm to design fuzzy PID controllers is proposed. The proposed controllers are composed of fuzzy rules of which consequences are linear PID controllers and are designed with help of TSK fuzzy controllers. TSK fuzzy controllers are designed from TSK fuzzy model using pole assignment and have outstanding ability making the output response of nonlinear systems similar to the desired one. However, because of its structure complexity the TSK fuzzy controller is difficult to be used in industry. The proposed controllers have PID controller structure which can be easily realized, and are designed by using the data obtained from control simulations with TSK fuzzy controllers. To verify the proposed algorithm, two example simulations are performed.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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v.38
no.3
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pp.247-255
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1989
This paper proposes an error model with integral action and a pole-place-ment self-tuning controller for robot manipulators in task coordinates. The controller can reject the offset due to any load disturbance without a detailed description of the robot dynamics. The error model parameters are estimated by the recursive least square identification algorithms, and controller parameters are determined by the pole-placement method. A computer simulation study has been conducted to demonstrate the performance of the proposed control system in task coordinates for a 3-joint and 2-link spatial robot manipulator with payload.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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