• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.192-197
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• 2011

본 논문은 선형 상태 관측기의 성능 및 실용화 검증을 위하여 도립진자 시스템의 출력 피드백 제어 실험을 수행하였다. 도립진자 시스템으로는 (주)셈웨어의 CEM-IP-01를 실험에 사용하였다. 동역학 해석을 위하여 라그랑지안 방정식 및 자코비안 선형화 방법을 이용하였고, 모의실험을 통하여 일반 상태 피드백 제어기의 출력 응답과 제안된 제어기의 출력 응답을 먼저 비교 분석하였다. 마지막으로 실제 도립진자 시스템에 적용함으로써 제어기 구현에서 발생하는 문제점을 파악하고 해결함으로써 실용화 가능성을 직접 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.400-405
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• 2023

현재 도립진자는 많은 분야에서 연구 중이며 미사일, 로켓, 등의 자세 제어와 2족 보행 로봇 등에 응용되고 있다. 본 연구에서는 256펄스의 로터리 엔코더와 DC 모터를 이용한 회전형 도립진자(Rotary Inverted Pendulum)를 구성하여 회전형 역 진자의 수직 자세 제어를 연구하였다. 비선형 시스템의 경우 복잡한 알고리즘과 제어기가 필요하지만 고전적이며 비교적 간단한 PID(Proportional Integral Derivation)알고리즘을 이용한 제어 방법을 회전형 도립진자 시스템에 적용하였으며 간단하지만 원하는 성능을 높이는 방안을 연구하였다. 본 연구에서 사용된 회전형 도립진자 시스템은 비선형적이고 불안정한 시스템으로 선형화된 모델링에서 마이크로칩 사의 dsPIC30F4013 임베디드 프로세서를 이용한 PID 제어기를 설계 및 구현하였다. 보통 PID 제어기는 하나 혹은 두 가지 이상을 조합하여 설계하며 우수한 제어 성능에 비해 구조가 간단하며 제어 이득 조정이 다른 제어기들에 비해 비교적 쉽다는 장점이 있다. 본 연구에서는 시스템의 물리적 구조를 수학적 방법으로 분석하고 모델링을 통한 회전형 도립진자의 수직 균형을 위한 제어를 실현하였다. 또한 회전형 역 진자를 이용하여 PID 제어기로 제어가 가능한지 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.329-336
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• 2009

본 논문은 회전형 역 진자 시스템(Rotary Inverted Pendulum System : RIPS)의 제어를 위한 Fuzzy cascade 제어구조를 제안하고 병렬유전자 알고리즘의 하나인 계층적 공정 경쟁 기반 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGA)을 이용한 최적화 방법을 제시한다. 회전형 역 진자 시스템은 Rotating arm의 회전을 통해 Pendulum의 각도를 제어하는 시스템으로써 제어 목적은 Rotating arm을 원하는 위치에 오게 하고 진자를 수직 위치의 불안정 평형 점에 위치하도록 하는 것이다. 본 논문에서는 회전형 역 진자 시스템의 제어를 위해 두개의 Fuzzy 제어기로 구성된 Fuzzy cascade 제어 구조를 설계하고, HFCGA를 이용하여 설계된 제어기의 파라미터를 최적화한다. 시뮬레이션 및 실험에서 SGA와 HFCGA의 성능비교를 통해 HFCGA의 우수성을 보이고, LQR 및 PD cascade 제어기와 제안된 Fuzzy cascade 제어기의 성능 비교를 통하여 제안된 방법의 우수성을 보인다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1267-1271
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• 2003

This paper proposes an indirect adaptive fuzzy controller for general SISO nonlinear systems. No a priori information on bounding constants of uncertainties including reconstruction errors and optimal fuzzy parameters is needed. The control law and the update laws for fuzzy rule structure and estimates of fuzzy parameters and bounding constants are determined so that the Lyapunov stability of the whole closed loop system is guaranteed. The computer simulation results for an inverted pendulum system show the performance of the proposed robust adaptive fuzzy controller.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.249-252
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• 1996

The inverted pendulum system is mechanical system which can handle the modern control theory and practical applications. In theoretical field, it is used as the experimental device identifying the effects of control method and in applicative field. There are difficulties in designing or linearizing the practical controller because it is so sensitive to the parameter variation and has the highly non-linear characteristic. In this paper, we suggested the systems which compensate the non-linearity throughout the internal control method and designed controller which is robust to the parameter variation using sliding mode.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.341-345
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• 1996

This paper presents the dynamics and the teal-time control of a horizontally rotating inverted pendulum. The dynamic equations representing three degrees of freedom rigid body motion of the pendulum are derived, and the state feedback controller is applied to the motion control of the pendulum. A 32 bit counter board with 16 bit hardware communication ability is developed to improve the real-time control performance and is applied to a horizontally rotating inverted pendulum. The simulation and experimental studies are conducted to evaluate the performance of the developed pendulum system and the timing in the real-time control is analyzed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.83-85
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• 1997

In this paper, a self-tunning fuzzy inference technique for stabilization of the inverted pendulum system is proposed. The facility of this self-tunning fuzzy controller which has swing-up control mode and a stabilization one, moves a pendulum in an initial natural stable equilibrium point and a cart in arbitrary position, to an unstable equilibrium point and a center of rail. Specially, the virtual equilibrium point(${\phi}_{VEq}$) which describes functionally considers the interactive dynamics between a position of cart and a angle of inverted pendulum is introduced. And comparing with the convention optimal controller, the proposed self-tunning fuzzy inference structure made substantially the inverted pendulum system robust and stable.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집
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• pp.901-904
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• 1998

In this paper, we describes PID-neural network controller for the rotary inverted pendulum. PID control is applied to many fields but has some problems in nonlinear system due to a variation of parameter. So, we should desing the controller which is adjusted PI parameters by the neural network which is learned by backpropagation algorithm. And we show that on-line control is possible through the PID-neural network controller. The angle of the pendulum is controlled and then the position of the rotating arm is also controlled to maintain with in the set point. Measurement of the pendulum angle is obtained using a potentionmeter. The objective of the experiment is to design a PID-neural network control system that positions the arm as well as maintains the ivnerted pendulum vertical. Finally, we describe the actual experiment system and confirm the experimental results.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.797-799
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• 1999

In this paper, the edge intensification and detection algorithm which is one of image processing operations is considered. Edge detection algorithm is the most useful and important method for image processing or image analysis. The vision system based on these processing and concerned in specific project is proposed and is applied to the inverted pendulum in order to automatically acquire the angles between the bar and the perpendicular reference line. In this paper, the angles that are obtained from some images of computer vision system can offer useful informations for control of real inverted pendulum system. Next, the inverted pendulum will be controlled by the proposed method.

• 수산해양기술연구
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• 제30권3호
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• pp.199-208
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• 1994

The inverted pendulum is one of the control mechanism that has been frequently used to verify the control theory in the laboratory. In this paper, the author made an inverted pendulum driven by DC servomotor with a simple DC motor drive circuit, and constituted a control system. The control mechanism is modeled, and identified parameters of inverted pendulum system by experimental method. The author used the LQ regulator as control algorithm and the minimum order observer algorithm to observe states that can not be measured. And the validity of parameter identification and the excellent performance of the control system designed by LQR are confirmed.