• 한국지능시스템학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.337-342
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• 2009

본 논문은 비선형 시스템의 퍼지 모델을 적용한 시간 지연 간격에 종속적인 안정도 분석 및 제어기 설계에 대해서 논의한다. 먼저, 시간 지연을 포함하는 비선형 시스템을 T-S 퍼지 시스템으로 모델링한다. 시간 지연을 포함하는 전체 페루프 비선형 시스템은 다중 시간 지연을 갖는 T-S 퍼지 시스템이 된다. 전체 폐루프 퍼지 시스템의 안정도를 분석하고, 안정화 시키는 퍼지 제어기 설계를 위한 필요충분 조건을 유도한다. 유도된 안정도 및 제어기 설계 조건이 시간 지연 간격에 종속적임을 확인하다. 기존의 시간 지연에 종속적인 안정도 및 제어기 설계 조건 보다 넓은 범위를 나타냄을 확인한다. 제안된 필요충분 조건을 선형 행렬 부등식의 형태로 나타내고, 기존의 다양한 프로그래밍 기법을 이용하여 제어기 이득값을 구한다. 예제를 통하여 제안된 이론의 타당성을 확인한다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.185-193
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• 2022

본 논문은 쿼드로터 무인기의 위치 및 자세 추적 제어 성능을 향상시키기 위해 RBFNN 방식을 이용한 적응형 슬라이딩 모드 제어를 제안한다. RBFNN은 UAV 동적 모델에서 비선형 함수의 근사화에 활용되며, RBFNN의 가중치는 슬라이딩 표면에 부딪혀 미끄러지는 상태를 보장하기 위해 Lyapunov 안정성 분석의 적응 법칙에 따라 온라인으로 조정된다. 네트워크 근사 오류를 보상하고 기존 채터링 문제를 제거하기 위해 슬라이딩 모드 제어 항은 적응 법칙에 의해 조정되어 시스템의 강력한 성능을 향상시킨다. 제안된 제어 방법의 시뮬레이션 결과는 비선형 쿼드로터 무인 항공기에 적용된 제안된 제어기의 효율성을 확인하였다. 그 결과, 제안된 제어 시스템이 만족스러운 제어 성능과 견고성을 달성함을 알 수 있었다.

• 한국항만학회지
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• 제15권1호
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• pp.37-46
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• 2001

Fuzzy logic control(FLC) is composed of three parts : fuzzy rule-bases, membership functions, and scaling factors. Well-defined fuzzy rule-base should contain proper physical intuition on the plant, so are needed lots of experiences of the skillful expert. When membership functions are considered, some parameters on the memberships function such as function shape, support, allocation density should be selected well. The rule of scaling factors is 'scaling'(amplifying or reducing) for both input and output signals of the FLC to fit in the membership function support and to operate the plant intentionally. To get a better performance of the FLC, it is necessary to adjust the parameters of the FLC. In general, the adaptation of the scaling factors is the most effective adjustment scheme, compared with that of the fuzzy rule-base or membership function parameters. This study proposes the adaptation scheme of the scaling factors. When the adaptation is performed on-line, the stability of the adaptive FLC should be guaranteed. The stable FLC system can be designed with stability analysis in the sense of Lyapunov stability. To adapt the scaling factors for the error signals, the concept of the conventional MRAC would be introduced into slightly modified form. A tracking accuracy of the control system would be enhanced by the modified shape and support of the membership function. The simulation is achieved on the pilot plant with the hydraulic steering control of a UCT(Unmanned Container Transporter) of which modeling dynamics have lots of severe uncertainties and modeling errors.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.605-614
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• 1999

본 논문에서는 단일 입력 단일 출력을 갖는 복잡한 비선형 시스템을 위한 퍼지 제어 시스템의 설계 및 분석을 제시한다. 제안된 방법은 주어진 비선형 시스템의 지역적인 동특성을 표현하기 위해 퍼지 모델을 구성하여 이를 바탕으로 제어기를 구성한다. 전체 시스템을 총괄하는 제어기는 각 지역 퍼지 모델에 대한 보상기와 슬라이딩 모드 제어 이론을 사용한 전역 피드포워드 제어기를 사용하여 구성한다. 따라서 제안된 제어기는 퍼지 모델 기반 제어방법과 슬라이딩 모드 제어 방법의 장점을 동시에 취하여 기존의 퍼지 모델 기반 제어기와 달리 공통 리아프노프 행렬을 구하지 않고서 안정성을 증명할 수 있으며 향상된 성능 및 추종 성능을 보인다. 또한 제안된 제어방법은 기존의 퍼지 모델기반 제어 방법과는 달리 원 비선형 시스템에 대한 안정도의 해석이 가능하다. 제안된 방법의 우수성과 유효성을 보이기 위해 두가지 수치 예제를 제공한다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.181-190
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• 2015

This paper presents a new approach to control the position of robot arm in workspace a robot manipulator under unknown system parameters and bounded disturbance inputs. To control the motion of the manipulator, an inverse dynamics control scheme was applied. Since parameters of the robot arm such as mass and inertia are not perfectly known, the difference between the actual and estimated parameters was considered as a external disturbance force. To identify the known parameters, an improved robust control algorithm is directly derived from the Lyapunov's Second Method. A robust control algorithm is devised to counteract the bounded disturbance inputs such as contact forces and disturbing forces coming from the difference between the actual and the estimated system parameters. Numerical examples are shown using SCARA arm with four joints.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 1999년도 추계학술대회 논문집 - 한국공작기계학회
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• pp.162-169
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• 1999

In this paper, it is presented a new scheme of adaptive-neuro control system to implement real-time control of robot manipulator using digital Signal Processors. Digital signal processors DSPs. are micro-processors that are particularly developed for variables. Digital version of most advanced control algorithms can be defined as sums and products of measured variables, thus it can be programmed and executed through DSPs. In addition, DSPs are as fast in computation as most 32-bit micro-processors and yet at a fraction of their prices. These features make DSPs a biable computatinal tool in digital implementation of sophisticated controllers. Unlike the well-established theory for the adaptive control of linear systems, there exists relatively little general theory for the adaptive control of nonlinear systems. Adaptive control technique is essential for providing a stable and robust performance for application of robot control. The proposed neuro control algorithm is one of learning a model based error back-propagation scheme using Lyapunov stability analysis method. The proposed adaptive-neuro control scheme is illustrated to be a efficient control scheme for implementation of real-time control of robot system by the simulation and experiment.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제3권1호
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• pp.79-86
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• 2005

In this paper, an estimator scheme for the rotor speed and flux of an induction motor is proposed on the basis of a fourth-order electrical model. It is assumed that only the stator currents and voltages are measurable, and that the stator currents are bounded. There are a number of common terms in the motor dynamics, and this is utilized to find a simple error model involving some auxiliary variables. Using this error model, the state estimation problem is converted into a parameter estimation problem assuming that the rotor speed is constant. Some stability properties are given on the basis of Lyapunov analysis. In addition, the rotor resistance, which varies with the motor temperature, can also be estimated within the same framework. The effectiveness of the proposed scheme is demonstrated through computer simulations and experiments.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.429-434
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• 2016

This paper introduces a stabilization condition for polynomial fuzzy systems that guarantees $H_{\infty}$ performance under the imperfect premise matching. An $H_{\infty}$ control of polynomial fuzzy systems attenuates the effect of external disturbance. Under the imperfect premise matching, a polynomial fuzzy model and controller do not share the same membership functions. Therefore, a polynomial fuzzy controller has an enhanced design flexibility and inherent robustness to handle parameter uncertainties. In this paper, the stabilization conditions are derived from the polynomial Lyapunov function and numerically solved by the sum-of-squares (SOS) method. A simulation example and comparison of the performance are provided to verify the stability analysis results and demonstrate the effectiveness of the proposed stabilization conditions.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.483-487
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• 2007

본 논문은 시변 시간 지연을 가지는 선형 뉴트럴 시스템에 관한 관측기 설계 및 안정도 해석에 관해서 논의한다. 시변 시간 지연을 가지는 선형 뉴트럴 시스템의 안정도를 판별하기 위하여 Lyapunov-Krasovskii의 이론을 도입한다. 오차 상태 방정식의 안정도 조건으로 시간 변동 시간 지연에 종속적인 충분조건을 제시한다. 선형 행렬 부등식의 해를 이용하여 관측기의 이득 값을 설계하며, 설계된 관측기를 이용하여 오차 상태 방정식의 안정도를 판별한다. 본 논문의 결과는 Luenberger가 제안했던 관측기의 일반적인 결과를 나타냄을 확인한다. 모의실험을 통해 제안된 이론을 입증한다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권1호
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• pp.211-224
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• 2019

This paper deals with a nonlinear controller based on saturation functions with variable parameters for set-point regulation and trajectory tracking control of an Autonomous Underwater Vehicle (AUV). In many cases, saturation functions with constant parameters are used to limit the input signals generated by a classical PD (Proportional-Derivative) controller to avoid damaging the actuators; however this abrupt bounded harms the performance of the controller. We, therefore, propose to replace the conventional saturation function, with constant parameters, by a saturation function with variable parameters to limit the signals of a PD controller, which is the base of the nonlinear PD with gravitational/buoyancy compensation and the nonlinear PD + controllers that we propose in this paper. Consequently, the mathematical model is obtained, considering the featuring operation of the underwater vehicle LIRMIA 2, to do the stability analysis of the closed-loop system with the proposed nonlinear controllers using the Lyapunov arguments. The experimental results show the performance of an AUV (LIRMIA 2) for the depth control problems in the case of set-point regulation and trajectory tracking control.