• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 1996.10a
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• pp.324-327
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• 1996

This paper describes the robust controller design methods applied to the problem of an automatic system for tow-vehicle/trailer combinations. This study followed an inverse Linear Quadratic Regulator(LQR) approach which combines pole assignment methods with conventional LOR methods. It overcomes two concerns associated with these separate methods. It overcomes the robustness problems associated with pole placement methods and trial and error required in the application of the LQR problem. Moreover, a Kalman filter is used as the observer, but is modified by using the loop transfer recovery (LTR) technique with modified transmission zero assignment. The proposed inverse LQG,/LTR controllers enhances the forward motion stability and maneuverability of the combination vehicles. At high speeds, where the inherent yaw damping of the vehicle system decreases, the controller operates to maintain an adequate level of yaw damping. At backward moton, both 4WS (2WS tow-vehicle, 2WS trailer) and 6WS (4WS tow-vehicle, 2WS trailer) control laws are proposed by using inverse LQG/LTR method. To evaluate the stability and robustness of the proposed controllers, simulations for both forward and backward motion were conducted using a detailed nonlinear model. The proposed controllers are significantly more robust than the previous controllers and continues to operate effectively in spite of parameter perturbations that would cause previous controllers to enters limit cycles or to loose stability.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.23 no.11 s.170
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• pp.1912-1921
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• 1999

The equipments mounted on guided-missile undertake heavy vibrational disturbance. Sometimes the equipments mounted on guided-missile go wrong so that the guided-missile flies over unintended place. For the vibration isolation of the equipments mounted on guided-missile, active vibration control was performed. In the case of active vibration technique, the stiffness matrix and the mass matrix are derived based on FEM (ANSYS5.0). Model reduction was carried out and, as a result, we got 7 DOF mass and stiffness matrix. For the sake of FEM model identification, modal experiment was carried out. With the help of Sensitivity Analysis, the natural frequencies of FEM were tuned to those of Experiment. In this work, the Sky Hook and the LQG control theory were adopted for v iteration control using stacked piezoactuator. Experiments were performed with changing excitation frequency from 10 Hz upto 200 Hz and we got frequency response function of guided-missile equipments. The magnitude of 3rd mode of guided-missile equipments is 8.6 % that of Uncontrolled in Skyhook controller and is 3.4 % that of uncontrolled in LQG controller.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10c
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• pp.266-268
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• 2006

In this paper, we design a Linear Quadratic Gaussian(LQG) controller for active suspensions. We can improve the inherent suspension problem, trade-off between the ride quality and the suspension travel by selecting appropriate weights in the LQ-objective function. Using an optimization-algorithm, Evolution Strategy(ES), we find the proper control gains for selected frequencies, which have major effects on the vibrations of the vehicle's state variables. The frequencies and proper control gains are used for the neural network data. During a vehicle running, the trained on-line neural network is activated and provides the proper gains for non-trained frequencies.

• Journal of KSNVE
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• v.3 no.4
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• pp.383-394
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• 1993

An automotive suspension system generally behaves like a low frequency band-pass filter(0.5 - 10 Hz). Passengers are very sensitive to this frequency range in terms of ride quality and road holding ability. In this paper, a LQG/ LTR controller is suggested to improve the ride quality and road holding ability in the specified frequency rage. It has been found by numerical simulation that the ride quality and road holding ability can be improved in the frequency ranges of 0.5 - 3.0 Hz and 0.3 - 2.1 Hz respectively. In addition, a new approach using root locus to evaluate the stability robustness of the active suspension system is studied. It is shown that the stability robustness of the LQG/LTR controller designed in this paper is improved, compared to the passive system.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1998.07c
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• pp.1024-1026
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• 1998

In this paper we present a Neural network approach to select weighting matrices of Linear-Quadratic-Gaussian (LQG) controller for TCSC control. The selection of weighting matrices is usually carried out by trial and error. A weighting matrices of LQG control selected effectively using Neural network. It is shown that simulation results in application of this method to one machine infinite bus system are satisfactory.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1998.11b
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• pp.457-459
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• 1998

This paper presents a 3-DOF hovering flight controller for a model helicopter using the minimal order LQG/LTR technique. A model helicopter is an unstable multi-input multi-output nonlinear system strongly exposed to disturbances, so a robust multi-variable control theory should be applied to control it. The minimal order LQG/LTR technique which uses a reduced-order observer in the LTR procedure is used to design the controller. Performances for the 3-DOF hovering flight controller are evaluated through computer simulations.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1993.04a
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• pp.86-92
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• 1993

자동차의 현가장치에 대한 능동제어연구는 국내외적으로 활발히 진행되어 왔다. 수동식현가장치는 단순히 스프링과 감쇠기로 차체의 진동을 수동 제어 하므로 성능 향상에 한계가 존재하게 된다. 수동식 현가장치가 강성계수와 감쇠계수를 조절함으로써 차체로 들어오는 진동을 억제하는 반면, 능동식제 어는 보통 유압을 이용하여 효율적으로 차체에 들어오는 진동을 억제시키게 된다. 일반적으로 자동차가 능동현가장치 설계시 요구되는 사항은 탑승자의 승차감, 조종성, 현가장치의 공간확보 문제, 경제성(제어력), 실제적으로 자동 차에 적용할 수 있는 능동제어기법인가 하는 문제이다. 자동차 능동식 현가 장치는 보통 1/4 car (2자유도계), Full-car 모델 (7자유도계) 등으로 모델링 을 하여 능동제어기를 설계한다. 1/4 car 모델의 특징은 해석이 비교적 단순 하고 현가장치의 동적거동을 이해하는데 유용하고 실험을 하거나 실제 자동 차에 적용하기 쉬운 반면에 Full-car 모델에 비해 제어력의 효율이 떨어진다 는 단점이 있다. 그 이유는 1/4 car 모델은 차체의 동역학적 특성을 고려하 여 설계하지 않았기 때문에 4개의 독립현가차축에서는 오직 그 현가축방향 으로 발생하는 수직방향의 진동만을 제어하기 때문이다. 따라서 동역학적 역 성에 기인하는 운동을 제어하는 비효율적인 제어력이 공급된다는 단점을 갖 는다. 이에 비해 full-car 모델은 주행모드(수직, 롤링, 피칭운동)간의 연성을 고려하여 제어기를 설계할 수 있기 때문에 1/4 car 모델에 비해 제어력의 효 율이 높다는 장점이 있는 반면에 모델이 수학적으로 복잡하므로 제어력을 구하는데 계산량이 많고, 실제 자동차에 적용하기에 복잡하다는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 쉽게 실험할 수 있고, 실용화할 수 있는 1/4 car 모델에 대하여 능동제어기를 설계하여 실제자동차에 능동제어기를 적용할 때 참고가 될 수 있도록 하였다. 자동차는 저주파영역의 밴드통과필터 역할 을 하므로 저주파에서의 성능, 특히 탑승자가 민감하게 느끼는 0.5Hz - 10Hz 부근의 주파수성능은 승차감, 조종성에 상당히 중요하다. 이에 본 논문 에서는 0.5Hz - 10Hz 부근의 승차감, 조종성의 향상에 초점을 두고 차체의 속도를 출력변수로 한 LQG/LTR 제어기를 설계하였다. LQG/LTR 설계기법 은 안정도-강인성이 좋은 체계적인 설계기법으로서 전 상태를 측정할 필요 가 없으므로 실제 적용시 효과적이다. 또한 자동차의 제원의 변화에 대한 고 유치의 민감도해석과 새로운 개념으로 안정도-강인성(Robustness)해석을 하 여 수동시스템과 능동시스템의 강인성을 비교하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.4 no.4
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• pp.53-61
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• 2000

능동 제어기를 설계하기 위해서는 제어대상 구조물의 수학모델의 구해야한다. 그러나, 무한차원의 구조물에 대하여 정확한 모델을 구하는 것은 불가능하므로 유한차원인 저차원화된 모델을 사용하여 제어기를 설계한다. 그러나, 실제 구조물과 저차원화된 모델사이의 오차에 의하여 제어기의 성능이 저하가 되면 제어기와 구조물의 상호작용, 지진과 같은 오란 등의 불확실성, 지진시 구조물의 동적 특성 변화로 인하여 제어기의 성능이 더욱 저하가 된다. 이러한 저하 요인은 제어기 설계시 요구되는 구조물의 수학모델에 대한 불확실한 요소로 작용하기 때문에 제어성능의 저하를 일으키며 응답의 불안정을 유발하기로 한다. 본 연구에서는 질량형 능동제어기(AMD)가 설치된 3층 건물 모형의 모델 오차에 관한 불확실성을 반영한 강인제어기법을 적용하여 제어성능과 안정성을 실험을 통하여 분석하였다. 강인제어 기법인 $\mu$ 합성법에 요구되는 여러 가지 가중함수인 주파수필터는 건물과 AMD의 특성, 모델 오차, 제어율과 AMD 성능의 , 측정잡음 및 지진외란의 특성 등을 고려하여 정량적으로 선택되었다. $\mu$합성법에 의하여 제어기를 설계하였으며 강인성을 비교하기 위하여 불확실성이 고려되지 않는 LQG 기법에 의한 제어기를 선택하였다. $\mu$합성법은 규정된 불확성에 대하여 제어의 강인성을 가지므로 동적특성이 바뀐 건물모형에 관한 강인성을 LQG 기법에 의한 제어성능과 비교하였다. 그 결과 동적특성이 변화된 건물에 대하여 $\mu$합성법만이 제어의 효율성이 유지되는 강인성을 나타내었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.1123-1131
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• 1993

A robust controller is proposed to design a flight autopilot for lateral motion control. The control system has two control loops in order to meet the performance and to maintain the stability-robustness for a nonsquare flight system with uncertain aerodynamic variations and disturbance. One is designed via linear quadratic Gaussian with loop transfer recovery(LQG/LTR) design methodology for the inner loop. The other is designed via proportional controller design method for the outer loop. To show the effectiveness of this control system, it is compared with the LQG/LTR control system for a square flight system and is analyzed for the performance/stability-robustness to model uncertainties and disturbance via wind gusts. It is found that the proposed control system has good heading command-following performance under allowable sideslip angle in spite of model uncertainties and disturbance.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.10a
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• pp.165-169
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• 1994

This paper describes the vibration control of a cantilever beam that is reformulated as the sensitivity minimization problem and solved in H$_{\infty}$ controller that is studied widely nowadays. The result of suggested controller is compared with that special form of H$_{2}$ controller, i.e., LQG. Piezoelectric actuator is chosen and disturbance is applied in the form of base excitation to match real aeronautical problems. Simulations are given, whose results reveals the performance of suggested controller is better than LQG in many cases.