• 제목/요약/키워드: 행렬부등식

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민감도행렬을 사용한 구조물의 손상추정법 (Structural Damage Detection Method Using Sensitivity Matrices)

  • 윤정방;김두기
    • 전산구조공학
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    • 제9권4호
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    • pp.117-126
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    • 1996
  • 구조물의 손상추정법은 정적방법과 동적방법으로 나눌 수 있다. 정적방법은 정적하중과 정적변위의 관계를 이용하여 구조물의 손상위치와 손상정도를 추정하는 방법으로 동적방법에 비해 수식이 간단하나, 정적하중과 정적변위의 관계만을 사용하여 구조물의 손상을 추정하므로 정적변위에 대한 오차에 매우 민감하다. 동적방법은 구조물의 고유한 진동특성을 나타내는 고유진동수와 진동모우드를 구하여 구조물의 손상을 추정하는 방법으로, 정적방법에 비해 동일한 측점에서 많은 양의 시간기록자료를 계측할 수 는 있으나, 신뢰성이 높은 많은 수의 고유진동수와 진동모우드를 구하기가 어렵다. 본 연구에서는 구조물의 정적변위, 고유진동수와 진동모우드에 대한 민감도행렬을 사용하여 구조물의 정적 및 동적특성을 동시에 고려할 수 있는 구조물의 손상추정법을 제시하였다. 제시한 방법은 구조물의 손상 전.후의 정적변위와 진동모우드의 변화량을 부등구속조건식으로한 최적화기법을 사용하므로, 제한된 계측절점과 오차를 고려할 수 있으며 정적변위와 모우드 민감도행렬이외의 다양한 구조적 특성에 대한 민감도를 구속조건식으로 사용할 수 있다. 트러스구조물에 대한 모의 수치예제를 통한 제안한 방법의 정확성과 효율성을 수치적으로 검증하였다.

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파라미터 불확실성 시스템에 대한 견실 비약성 $H^\infty$ 제어기 설계 ((Robust Non-fragile $H^\infty$ Controller Design for Parameter Uncertain Systems))

  • 조상현;김기태;박홍배
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제39권3호
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    • pp.183-190
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    • 2002
  • 본 논문에서는 구조화된 어파인(affine) 파라미터 불확실성을 가지는 시변 선형시스템과 구조적 불확실성을 가지는 상태궤환 제어기에 대한 견실 비약성 H∞ 제어기 설계방법을 다루었다. 또한 견실 비약성 H∞ 제어기가 존재할 충분조건, 제어기 설계방법 및 비약성을 만족하는 제어기의 꽉찬 집합(compact set)을 제시하였다. 이 때 제시한 조건은 변수치환과 슈어 여수(Schur complement)정리를 통하여 선형행렬부등식 (LMI : Linear Matrix Inequality)의 계수가 꽉찬 집합 내의 파라미터의 함수로 정의되는 파라미터화 선형 행렬부등식(PLMls: parameterized Linear Matrix Inequalities)으로 표현되므로 분리 볼록개념 (separated convexity concepts)에 기초한 완화기법을 이용하여 유한개의 LMI로 변환하였다. 그리고 본론문에서 제시한 견실 비약성 H∞ 제어기가 제어기이득의 변화에도 불구하고 폐루프시스템의 점근적 안정성 (asymptotic stability)과 외란감쇠 성능을 보장함을 보였다.

스마트 스페이스 구축을 위한 강인 지능형 디지털 제어기 개발 (Development of Robust Intelligent Digital Controller for Smart Space)

  • 주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.60-65
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    • 2008
  • 본 논문에서는 강인 디지털 제어기를 통한 스마트 스페이스의 안정도에 대해 논의하고자 한다. 제안된 제어기 설계 방법은 지능형 디지털 재 설계 기법을 적용하는 것이다. 좀 더 구체적으로, 불확실성 및 비선형성이 포함된 아날로그 시스템을 Takagi-Sugeno 퍼지 모델을 사용하여 나타낸다. 그리고 전역적 지능형 디지털 재 설계를 위하여 해당 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 한 후, 에러가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화하여 상태 정합을 이루고자 하였다. 전역적 접근을 통해 정리된 식은 선형 행렬 부등식으로 나타나게 된다. 마지막으로, 설계된 제어기를 HVAC (Heating, ventilating, and air conditioning) 시스템에 적용함으로써 효율성을 입증하고자 한다.

선형계획법(線型計劃法)에 의한 대표단위도(代表單位圖) 유도(誘導) (A Derivation of the Representative Unit Hydrograph from Multiperiod Complex Storm by Linear Programming)

  • 권오헌;류태상;유주환
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.173-182
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    • 1993
  • 본 논문은 여러개의 복합호우 자료로써 선형계획법에 의한 대표단위도를 유도하는 앨고리즘을 제공한다. 주어진 한 유역에서 종전의 방법은 여러 호우사상에 대해서 각각 단위도를 유도하여 첨두유량 및 시간에 대한 특성치 평균법을 썼다. 본 연구에서 사용한 LP모형은 Mays 등이 제안한 모형을 다음과 같이 수정하였다. 목적 함수는 가중치를 부여한 잔차의 합의 최소화로 설계하였고, Mays 논문에서 실제로는 적용하지 않은 부등호 제약보다 더 적극적인 2점 이동평균에 의한 부등식 제약조건을 두어 하강부의 진동을 제거하였다. 또한 Diskin이 지적한대로 강우 행렬의 구성을 개선하여 행렬의 차원을 줄였다. LP접근법은 대표값을 나타내는 우월성에도 불구하고 기저유출과 손실우량 분리의 정도에 매우 민감하였다. 유효우량 및 직접 유출량 분리를 위해 몇가지 방법을 적용하였으나 뚜렷이 우월한 방법은 없었다. 이것은 유역과 강우의 특성을 고려하여 판단할 문제였다. 본 연구의 앨고리즘을 낙동강 지류 위천에 적용하여 대표단휘도를 유도하였다. 기존의 IHP 성과와 비교할 때, 최적화된 대표단위 유량도의 첨두유량은 상대적으로 작고, 발생시간은 빨라졌으며, 하강부의 진동은 이동 평균법의 제약 조건에 의하여 성공적으로 소거할 수 있었다.

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비구조화된 불확실성과 시변 지연을 갖는 이산 시스템의 안정 조건 (Stability Condition of Discrete System with Time-varying Delay and Unstructured Uncertainty)

  • 한형석
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.630-635
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    • 2018
  • 본 논문에서는 시변 지연이 있는 선형 이산 시스템에 비구조화된 불확실성이 존재하는 경우에 대하여 시스템의 안정성을 다룬다. 고려된 시스템은 지연 없는 상태변수와 지연 상태 변수에 대한 시스템 행렬들은 시불변이나 지연시간이 구간범위에서 시변으로 변동하고, 크기에 대한 정보만을 얻을 수 있는 비구조화된 비선형 불확실성이 있는 시스템이다. 기존의 많은 결과들은 시변지연과 비구조화된 불확실성을 동시에 고려하지 못하고 한 가지 요소만 고려하여 연구되었다. 본 논문에서는 이 두 가지 요소를 모두 고려하여 새로운 안정조건을 도출하였고, 한 가지 요소만 고려한 기존 연구 결과와 비교하였다. 새로운 안정조건은 기존의 결과를 포함하는 매우 효과적인 수식으로 제안되며, 이는 복잡한 선형행렬부등식 혹은 리아프노프 방정식 등과 같은 복잡한 수치계산을 요구하지 않는 간단한 부등식이다. 수치예제를 통하여 제안된 안정조건이 기존의 결과들을 포함할 수 있음을 보이고 확장성과 효용성이 우수함을 확인한다.

S-procedure를 이용한 상태에 시변 시간지연을 가지는 이산 선형 시스템에 대한 $H_\infty$ 제어기 설계 ($H_\infty$ Controller Design for Discrete-time Linear Systems with Time-varying Delays in States using S-procedure)

  • Kim, Ki-Tae;Cho, Sang-Hyun;Park, Hong-Bae
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제39권2호
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    • pp.95-103
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    • 2002
  • 본 논문에서는 상태에 시변 시간지연을 가지는 이산 선형 시스템에 대한 H/sub ∞/ 제어기 설계문제를 다룬다. H/sub ∞/ 제어기가 존재할 충분조건과 설계방법에 대해 논의한다. 본 논문에서 다루는 H/sub ∞/ 제어기법은 상태궤환 제어기로서 시변 시간지연의 상한값과 S-procedure를 이용한다. 또한, 변수 치환, Schur 여수정리 등을 이용하여 충분조건을 모든 변수에 대한 선행 행렬 부등식(linear matrix inequality)으로 표현한다.

불확실성을 고려한 횡축형 자기 베어링 시스템의 로버스트 제어에 관한 연구 (A Study on the Robust Control of Horizontal-Shaft Magnetic Bearing System Considering Perturbation)

  • 김창화;정병건;양주호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권1호
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    • pp.92-101
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    • 2010
  • 본 연구에서는 회전체를 지지하는 자기 베어링에 관하여, 2장에서는 적분형 서보계를 이용하여 횡축형 자기베어링 시스템(Horizontal-shaft Magnetic Bearing System: HMBS)에 대한 불확실성을 고려하면서 과도상태 응답개선에 대한 이론적인 고찰과 제어기설계 수식을 유도한다. 그리고 HMBS에 대해 물리 퍼래미터 변동에 대한 강인성과 외란의 영향을 저감하고 기준위치 변경에 따른 추종성을 갖도록 상태 피드백 제어기를 LMI 기법을 이용하여 설계한다. 3장에서는 설계한 제어칙을 가지고 시스템 불확실성의 변동에 대해 시간영역의 설계사양을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대하여 시뮬레이션을 행하고 실제 적용 가능성을 검토한다.

마코프 입력 지연을 갖는 TS 퍼지 시스템의 확률전 안정화 (Stochastic Stabilization of TS Fuzzy System with Markovian Input Delay)

  • 이호재;주영훈;이상윤;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.459-464
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    • 2001
  • 본 논문에서는 마코비안 압력 지연을 갖는 TS 퍼지 시스템의 확률적 안정화 방법을 제안한다. 유한 마코브프로세스는 전체 제어 시스템의 이력 시간 지연을 모델링하기 위해 채용된다. 또한, ZOH 장치는 제어 입력의 이산화에 이용된다고 가정한다. 마코프 입력 지연을 갖는 연속 시간 TS 퍼지 시스템은 지연을 쉽게 조작하기 위해 이산화 된다. 따라서 이산화된 TS 퍼지시스템은 점프 파라미터를 갖는 이산 시간 TS 퍼지시스템을 나타내어 진다. 점프 TS 퍼지시스템의 확륙적 안장화는 선형 행렬 부등식에 의해 유도되고 공식화된다.

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선형 행렬 부등식을 이용한 광 디스크 드라이브의 트랙 추종 서보를 위한 반복 제어 (Repetitive Control for Track-Following Servo of an Optical Disk Drive Using Linear Matrix Inequalities)

  • 도태용;문정호
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.117-123
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    • 2003
  • Rotational machines such as optical disk drives, hard disk drives, and so on are subject to periodic disturbances caused by their mechanical characteristics. In the meanwhile, it is well known that repetitive control rejects periodic disturbance effectively. This paper presents a practical application of repetitive control to the track-following servo of an optical disk drive. The repetitive control system is composed of two repetitive controllers which compensate for periodic disturbances generated by track geometry and eccentric rotation of disk and a feedback controller stabilizing the feedback loop. A robust stability for all plant uncertainties is proved using linear matrix inequalities (LMIs). In the controller design, a weighting function is introduced for the feedback controller to ensure a minimum loop gain and a sufficient phase margin. The repetitive controllers and the feedback controller are designed by solving an optimization problem which can consider the robust stability condition and the system performance. The developed repetitive control system is implemented in the digital control system with a 16-bit fixed-point digital signal processor (DSP). Through simulation and experiment. The feasibility of the proposed repetitive control system is verified.

다중 상태 시간지연을 가지는 연속시간 특이시스템의 지연종속 $H_{\infty}$ 필터링 (Delay-dependent $H_{\infty}$ filtering for continuous-time singular systems with multiple state-delays)

  • 김종해
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권5호
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    • pp.22-28
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    • 2009
  • 본 논문에서는 다중 상태 시변 시간지연을 가지는 연속시간 특이시스템의 $H_{\infty}$ 필터링 문제를 다룬다. 제안하는 필터의 목적은 필터링 오차 특이시스템(filtering error singular system)이 정규성, 임펄스 프리, 점근적 안정성 및 $H_{\infty}$ 노옴 유계(bound)를 만족하는 선형 필터를 설계하는 것이다. 먼저, 다중 상태 시변 시간지연을 가지는 특이시스템에 대한 새로운 지연종속 유계실수정리(bounded real lemma)를 자승 요소를 기초로 하는 유한 합 부등식(finite sum inequality)을 이용하여 제안하고, 이로부터 $H_{\infty}$ 필터가 존재할 조건과 필터의 설계기법을 최적화가 가능한 선형행렬부등식(linear matrix inequality)으로 제시한다. 마지막으로 예제를 통하여 제안한 필터 설계 알고리듬의 타당성을 확인한다.