• 제목/요약/키워드: LMI 최적화 문제

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구조적인 제약을 갖는 정적 출력 되먹임 안정화 제어기 (Structured Static Output Feedback Stabilization)

  • 이준화
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권3호
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    • pp.155-159
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    • 2013
  • 본 연구에서는 정적 출력 되먹임 제어기를 구하기 위한 비선형 행렬 부등식 조건과 비선형 최적화 문제를 제안한다. 제안된 최적화 문제는 선형 행렬부등식 제약 조건과 비선형 목적함수를 가지며, 구조적인 제약이 있는 제어기 설계에도 적용할 수 있음을 보인다. 비선형 목적함수를 선형화시키고, 선형화된 최적화 문제를 반복적으로 푸는 방법으로 제안된 비선형 최적화 문제를 풀어 정적 출력 되먹임 제어기를 구할 수 있다. 제안된 방법을 실제 문제에 적용하여 그 유효성을 보인다.

강인 포화 제어기의 LMI 최적 설계를 이용한 구조물의 능동 진동 제어 (Active Vibration Control of Structure Using LMI Optimization Design of Robust Saturation Controller)

  • 박영진;문석준;임채욱
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.298-306
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    • 2006
  • In our previous paper, we developed a robust saturation controller for the linear time-invariant (LTI) system involving both actuator's saturation and structured real parameter uncertainties. This controller can only guarantee the closed-loop robust stability of the system in the presence of actuator's saturation. But we cannot analytically make any comment on control performance of this controller. In this paper, we suggest a method to use linear matrix inequality (LMI) optimization problem which can analytically explain control performance of this robust saturation controller only in nominal system. The availability of design method using LMI optimization problem for this robust saturation controller is verified through a numerical example for the building with an active mass damper (AMD) system.

선형 행렬 부등식을 이용한 타원형 클러스터링 알고리즘 (Hyper-ellipsoidal clustering algorithm using Linear Matrix Inequality)

  • 이한성;박주영;박대희
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.215-218
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    • 2002
  • 본 논문에서는 타원형 클러스터링을 위한 거리측정 함수로써 변형된 가무시안 커널 함수를 사용하며, 주어진 클러스터링 문제를 각 타원형 클러스터의 체적을 최소화하는 문제로 해석하고 이를 선형행렬 부등식 기법 중 하나인 고유값 문제로 변환하여 최적화하는 새로운 알고리즘을 제안한다.

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LMI에 기초한 구조물의 $H_{\infty}$ 능동진동제어 : 실험적 고찰 (LMI Based $H_{\infty}$ Active Vibration Control of a Structure with Output Feedback : Experiment Results)

  • 변정환;김영복;정해종
    • 동력기계공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.83-90
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    • 1999
  • 제어이론분야에서의 발전은 그러한 이론을 다방면으로 응요할 수 있는 분야를 더더욱 폭넓게 제공해 주고 있다. 자동화와 관련된 분야뿐만 아니라, 건축 및 토목분야에서도 고도의 제어어이론을 응용한 예를 쉽게 접할 수 있게 되었으며, 지진동에 의한 구조물의 진동을 억제하려는 방책이 그 ??ㅣ다. 이에 관한 많은 연구에서도 알 수 있듯이, 일반적으로 구조물의 수학적 모델에만 의존하여, 즉 구조물의 설계파라미터는 이미 설계되어져 있다는 가정하에 제어계를 설계하고 있다. 그러나 이러한 설계법에 있어서는 설계자로 하여금 구조물의 설계파라미터를 조정할 수 있는 자유도는 전혀 주어지지 않게 되며 단지 제어계의 파라미터를 조정하는 자유도만 허용된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 구조계 및 제어기의 설계파라미터를 동시에 조절할 수 있는 자유도가 허용되는 '구조계/제어계의 동시 최적화' 기법이 있다. 따라서 본 논문에서는 교량의 주탑 및 해양구조물 등의 진동제어 문제에 이러한 설계기법을 이용하여 주어진 설계사양을 만족하도록 구조계 및 제어계의 파라미터를 최적화 한다. 특히 본 논문에서는 제어계 설계 문제에 있어서의 일반적인 경우를 고려하여 상태의 일부가 관측된다고 가정하고 출력피드백의 경우에 대해 고찰하고 있다. 이때의 설계사양은 선형행렬부등식(LMI)으로 주어지며, 실험을 통하여 본 논문에서 소개하는 설계기법의 유효성을 검증한다.

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LMI 기법을 이용한 2자유도 표준모델에 대한 비결합 제어기의 $H_2$ 설계 ([ $H_2$ ]Design for Decoupling Controllers Based on the Two-Degree-of-Freedom Standard Model Using LMI Methods)

  • 이종성;강기원;박기헌
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제38권1호
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    • pp.14-26
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    • 2001
  • 본 논문에서는 다변수 시스템을 제어하는 경우 효율적인 제어를 어렵게 만드는 입력과 출력 사이의 결합 효과를 제거하는 비결합 제어기를 설계하였다. 설계된 제어기는 비결합 조건뿐만 아니라 제어계의 성능을 동시에 고려할 수 있는 2자유도 구조를 가지고 있다. 또한 제어기의 계산을 용이하게 하기 위하여 플랜트를 표준모델로 확장시킨 후 전달 행렬을 상태공간 계수로 표현하였다. 그리고 제어기의 계수값들은 선형 행렬 부등식을 이용하여 블록꼴 최적화 문제로 설정하여 구했기 때문에 비결합 및 성능 최적화에 초점을 둔 비결합 제어기의 $H_2$ 설계를 하는데 있어 효과적인 방법을 제시하였다.

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선형행렬 부등식을 이용한 타원형 클러스터링 알고리즘 (Hyper-ellipsoidal clustering algorithm using Linear Matrix Inequality)

  • 이한성;박주영;박대희
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.300-305
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    • 2002
  • 본 논문에서는 타원형 클러스터링을 위한 거리측정 함수로써 변형된 가우시안 커널 함수를 사용하며, 주어진 클러스터링 문제를 각 타원형 클러스터의 체적을 최소화하는 문 로 해석하고 이를 선형행렬 부등식 기법 중 하나인 고유값 문제로 변환하여 최적화하는 새로운 알고리즘을 제안한다.

선형행렬부등식을 이용한 시간지연 특이시스템의 보장비용 제어기 설계방법 (Guaranteed Cost Controller Design Method for Singular Systems with Time Delays using LMI)

  • 김종해
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제40권3호
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    • pp.99-108
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    • 2003
  • 본 논문에서는 시변 시간지연을 가지는 특이시스템에 대한 보장비용 상태제환 제어기 설계방법을 제시한다. 보장비용 제어기가 존재할 충분조건과 보장비용 제어기 설계방법 및 보장비용 함수의 상한치를 구하는 최적화 문제를 선형행렬부등식, 특이치 분해(singular value decomposition), 슈어 여수(Schur complements) 정리, 변수 치환 등에 의하여 제시한다. 구한 충분조건은 선형행렬부등식의 형태로 되기 때문에 보장비용 제어기의 이득과 보장비용 함수의 상한치를 포함하는 충분조건의 모든 해를 동시에 구할 수 있다, 또한, 제안한 알고리듬을 이용하면 변수 불확실성과 시변 시간지연을 동시에 가지는 특이시스템에 대한 강인 보장비용 제어기 설계문제에도 쉽게 확장됨을 보인다. 마지막으로, 제안한 알고리듬의 타당성을 수치예제를 통하여 확인한다.

선형 행렬 부등식을 이용한 TS 퍼지 분류기 설계 (TS Fuzzy Classifier Using A Linear Matrix Inequality)

  • 김문환;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.46-51
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    • 2004
  • 본 논문에서는 선형행렬 부등식을 이용한 TS 퍼지 분류기 설계 방법을 제안한다. TS 퍼지 분류기를 설계하기 위해 퍼지규칙의 후반부 파라메터가 분류기의 성능을 최대로 하도록 동정되어야 한다. 이러한 동정 문제를 해결하기 위해 볼록 최적화 기법이 사용되었다. 후반부 파라메터 동정 문제는 볼록 최적화 문제로 변환되며, 선형행렬 부등식으로 표현된다. 선형행렬 부등식으로 표현된 볼록 최적화 문제는 일반 고유값 문제로 근사화 되며, 일반 고유값 문제를 최적화함으로써 최소의 분류 에러를 가지는 최적의 후반부 파라메터가 결정된다. 제안된 분류기의 성능을 평가하기 위해 IRIS 데이터와 Wisconsin Breast Cancer Database 데이터에 대한 분류기의 성능을 모의 실험을 통해 확인하였다. 마지막으로, 모의 실험 결과 제안된 TS 퍼지 분류기의 성능의 우수성을 확인할 수 있었다.

최적화 기법에 의한 비선형 시스템에서의 강인한 적응 관측기 설계 (Robust Adaptive Observer Design for a Class of Nonlinear Systems via an Optimization Method)

  • 정종철;허건수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권10호
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    • pp.1249-1254
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    • 2006
  • Existing adaptive observers may cause the parameter drifts due to disturbances even if state estimation errors remain small. To avoid the drift phenomena in the presence of bounded disturbances, several robust adaptive observers have been introduced addressing bounds in state and parameter estimates. However, it is not easy for these observers to manipulate the size of the bounds with the selection of the observer gain. In order to reduce estimation errors, this paper introduces the (equation omitted) gain minimization problem in the adaptive observer structure, which minimizes the (equation omitted) gain between disturbances and estimation errors. The stability condition of the adaptive observer is reformulated as a linear matrix inequality, and the observer gain is optimally chosen by solving the convex optimization problem. The estimation performance is demonstrated through a numerical example.

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.