본 연구에서는 gradient descent 알고리즘을 퍼지제어기의 동조를 위해 멤버십함수의 폭을 해석하는데 이용하였으며 이 해석은 퍼지 제어규칙의 전건부와 후건부 퍼지변수들을 변화시켜 보다 개선된 제어 효과를 얻기 위해 사용된다. 이 방법은 제어기의 파라미터들이 gradient descent 알고리즘의 반복 과정에서 제어변수를 선택하는 것이다. 본 논문에서는 궤환 목표치 제어를 위해 7개의 멤버십함수와 49개의 규칙 그리고 2개의 입력과 1개의 출력을 갖는 FLC을 사용하였다. 추론은 Min-Max 합성법을 이용하였고 멤버십함수는 13개의 양자화 레벨에 대한 삼각 형태를 채택하였다.
본 논문에서는 터널 굴진기의 모든 조작이 시스템 운용자에 의해 수동으로 운용 되고 있는 방법을 개선하여 터널 굴진기의 토크/추력 및 송/배니압을 자동으로 제어하는 방법을 제안한다. 이를 위하여 본 연구에서는 굴진 운용자의 토크/추력 및 송/배니압의 수동 제어 방법에 대해 체계적인 분석을 하였고 이를 바탕으로 퍼지 제어기와 경고 및 긴급 정지를 위한 제어기를 설계하였다. 제안된 시스템은 전문가 규칙으로부터 퍼지 규칙을 추출하였기 때문에 시스템 운용자들의 숙련된 제어 방법을 그대로 따르면서 시스템의 변화에 신속하게 대응 할 수 있다. 따라서 복잡한 환경에서 전문가의 역할을 대신할 수 있으며 기존에 운용자의 인지능력의 한계로 인해 시스템의 상태 변화에 빠르게 대응하기 어려웠던 점을 해결할 수 있다.
본 논문에서는 하이브리드 구조를 가지는 자기구성 퍼지제어기를 제안한다. 제안한 방법은 FARMA 제어기에 비해 다음과 같은 장점을 가진다. 하이브리드 구조를 자기구성 퍼지논리 제어기에 도입하므로써 예측출력값을 구할 때 까지의 입축력정보의 부재로 인한 나쁜 응답성능을 개선할 수 있다. 또한 이 방법은 Yager의 t-norm을 이용하여 계산상의 복잡성을 피하고 규칙들의 가중치를 구하기 위해 필요한 Dmax선정의 어려움을 해결한다.
퍼지제어, 신경망, 유전알고리즘은 시스템의 지능을 좀 더 높게 만들기 위한 알고리즘들이다. 본 논문은 원하는 응답을 얻기 위해 유전알고리즘을 사용해서 퍼지제어기를 최적화시켰다. 또한, 보상된 퍼지제어기는 두 개의 제어규칙을 갖는다. 하나의 제어규칙은 오버슛과 과도응답영역에서 일어나는 상승시간을 감소시키기 위해 사용하고 다른 하나는 정상상태오차를 줄이고 수렴영역에서의 수렴을 빠르게 가져가기 위해 사용된다. 유전알고리즘 제어기는 두 개의 퍼지 룰 베이스의 최적한 교체시기를 찾기 위해 사용하며 퍼지-유전알고리즘 제어기는 재생산, 교배와 변이의 과정을 갖는다. 그리고 유압서보 모터 제어시스템에 적용하여 제안한 알고리즘을 실험하였다. 실험 결과 보상된 FUZZY-GA제어기가 두 개의 룰 베이스를 갖는 퍼지제어 기술에 비해 좋은 제어성능을 가짐을 관찰하였다.
본 논문에서는 퍼지모델의 최적 입-출력 소속함수들(membership functions) 및 규칙기반(rulebase) 얻기 위한 자율가변구조의 신경망 알고리즘을 제안하였으며 구륜 이동 로봇(WMR : Wheeled Mobile Robot)의 위치, 속도 방향제어를 위한 퍼지-신경망 제어기 설계를 설계하였다. 제안된 알고리즘에서 입-출력 소속함수의 파라미터들을 찾기 위하여 유전알고리즘을 응용한다. 유전알고리즘에 의해 출력술어의 원소가 증가되며, 규칙기반이 원소의 증가에 의하여 조절된다. 새롭게 조절된 제어기는 출력술어의 증가를 수행하지 않은 제어기와 경쟁하며. 만약 새롭게 조절되어진 퍼지-신경망 제어기가 경쟁에서 진다면, 그 제어법칙은 소멸한다. 그 반대로 조절된 제어기가 생존한다면, 출력술어의 증가된 각 원소들 및 변화된 시스템의 규칙기반이 제어기에 적용된다. 출력술어 및 규칙의 조절이 완료된 후 입력소속함수들에 대한 탐색이 제약조건을 가지고 수행되며 입력소속함수들의 탐색이 완료된 후 출력소속함수의 미세 조정이 수행된다.
퍼지 제어기는 유도전동기에 대한 정확한 수학적 모델링의 과정 없이 IF-THEN 규칙으로 제어하는 비선형 제어기로서 과도 응답 특성과 외란에 대한 강인성 면에서 고전 제어 방식보다 우수한 성능을 보여준다. 그러나 입출력 변수의 공간을 균등하게 나누고 일정한 형태의 삼각형 멤버쉽 함수를 이용한 퍼지 제어기는 한정된 성능 이상을 기대할 수없다. 다라서 퍼지 제어기의 성능을 항상시키기 위해서는 멤버쉽 함수의 폭과 위치를 조정하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 퍼지 제어기의 각 변수에 할당된 삼각형 멤버쉽 함수의 폭을 유도 전동기의 광범위한 속도에서의 과도 응답 상태에 EK랄 rkqustlzladmfhTJ 유도 전동기의 성능을 향상시키는 방법에 대해 연구하였다.
본 연구에서는 퍼지제어 모형을 이용한 단일댐의 운영모형을 기포로 하여 한강수계 댐군의 연계운영 방안을 제시하였다. 단일댐 모형에 의한 댐 운영의 결과가 하류부 수위에 미치는 영향을 검토하여 모형의 홍수조절 효과를 확인하였으며 각 댐들의 제어규칙을 모의하여 하류부의 홍수조절 효과가 가장 큰 규칙을 찾음으로써 연계운영 규칙을 선정하였다. 1990, 1995년 대홍수 발생시 실제 운영실적과 연계운영의 결과를 비교한 결과 본 연구에서 개발한 모형이 각 댐의 안정성을 확보하면서 상류부 침수피해를 줄이며 하류부에서 낮은 수위을 확보할 수 있었다는 점에서 치수적인 효과가 뛰어난 운영방안이라고 판단된다.
본 논문에서는 연속적인 입력을 연속적인 출력으로 매핑하는 것을 가능하게 하는 퍼지 분류자 시스템을 제안한다. 퍼지 분류자 시스템은 기계학습의 방법을 퍼지 제어기의 개념에 적용한 것이다. 즉 분류자의 조건부와 행동부는 퍼지 규칙에서의 전건부와 후건부와 같은 형태이다. 퍼지 분류자 시스템은 입력 값을 퍼지화된 메시지로 변환하고 메시지 리스트에 저장한다. 저장된 메시지와 퍼지 분류자 리스트의 분류자들과 정합과정을 통해 룰-베이스를 구성하고, 버킷 릴레이 알고리즘을 적용하여 퍼지 분류자들의 유용성을 검증한다. 또한 유전 알고리즘을 사용하여 새로운 규칙을 생성하거나 규칙을 수정하여 시스템의 성능을 향상시킨다. 이러한 과정을 통해 유용한 규칙집합을 찾아낸다. 제안된 퍼지 분류자 시스템을 자율이동로봇의 목적지 지향과 충돌 회피 학습에 적용하여 그 유용성을 확인하였다.
본 논문은 연속 시간과 이산 시간에서의 스위칭 모드 퍼지 모델 기반 제어기의 새로운 설계 기법에 대해서 논의한다. 스위칭 모드 퍼지 모델 기반 제어기의 설계에는 Takagi-Sugeno(75) 퍼지 시스템이 사용된다. 이 스위칭 모드 퍼지 모델 기반 제어기는 "정복-분할(divide and conquer)"이라는 하향식 접근 방식을 이용한다. 이 방법은 여러 개의 규칙을 가지고 있는 시스템에서 유한의 하위 시스템으로 시스템을 분할하여 각각의 부분 해를 구하고 이들을 결합하여 전체 시스템의 해를 구하는 방법이다. 제어기의 설계 조건은 주어진 75 퍼지 시스템의 안정화를 보장하는 선형 행렬 부등식들(LMls)에 의해 결정된다. 적절한 시뮬레이션 예제를 통한 성능 비교를 통해 본 논문의 우수성을 입증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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