• 제목/요약/키워드: Lyapunov synthesis

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안정한 적응 이중 제어시스템의 설계 (A Design of Stable Adaptive Composite Control Systems)

  • 장정일;양해원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.370-372
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    • 1994
  • In this paper, a stable adaptive composite control system consisting of a PID and a fuzzy controllers is designed to control nonlinear systems. In the fuzzy controller, parameters of membership functions characterizing the linguistic terms change according to some adaptive law. Also, parameters of PID controller change according to some adaptive law. These adaptive laws are based on the Lyapunov synthesis approach. Then, it is proved that the closed-loop system using such an adaptive composite control system is globally stable in the sense that all signals involved are bounded and the tracking error converges to zero. We apply this adaptive composite control system to control a nonlinear system.

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불확실성을 갖는 비선형 시스템의 적응 퍼지 웨이브렛 제어 (Adaptive Fuzzy Wavelet Control for a class of Uncertain Nonlinear Systems)

  • 장진수;박기광;양해원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1726-1727
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    • 2007
  • In this paper, a systematic guideline is introduced to design a stable adaptive fuzzy wavelet controller with sliding mode for a class of uncertain nonlinear systems. Based on the Lyapunov synthesis approach, we construct the fuzzy wavelet controller such that it can basically control and guarantee the stability of the whole control system. On the other hand, a robust controller is design to restrain or eliminate the disturbance and assure the desired output accuracy of a control system. Some experimental results for a chaotic system are provided here to demonstrate the effectiveness of the control algorithm.

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출력관측 오차의 필터링을 이용한 비선형 계통의 강인한 신경망 관측기 설계 (Robust Adaptive Neural-Net Observer for Nonlinear Systems Using Filtering of Output Estimation Error)

  • 박장현;윤필상;박귀태
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2320-2322
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    • 2001
  • This paper describes the design of a robust adaptive neural-net(NN) observer for uncertain nonlinear dynamical system. The Lyapunov synthesis approach is used to guarantee a uniform ultimate boundedness property of the state estimation error, as well as of all other signals in the closed-loop system. Especially, for reducing the dynamic oder of the observer, we propose a new method in which no strictly positive real(SPR) condition is needed with on-line estimation of weights of the NNs. No a priori knowledge of an upper bounds on the uncertain terms is required. The theoretical results are illustrated through a simulation example.

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단일 축 유연 관절 로봇의 적응 퍼지 백스테핑 제어기 설계 (Design of an Adaptive Fuzzy Backstepping Controller for a Single-Link Flexible-Joint Robot)

  • 김영태
    • 한국정밀공학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.62-70
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    • 2008
  • An adaptive fuzzy backstepping controller is proposed for the motion control for a single-link flexible-joint robot in the presence of parametric uncertainties. Fuzzy logic system is used to approximate the uncertainties of functions and a backstepping technique is employed to deal with the mismatched problem. A compensation controller is also employed to estimates the bound of approximation error so that the shattering effect of the control effort can be reduced. Thus the asymptotic stability of the closed loop control system can be obtained based on a Lyapunov synthesis approach. Numerical simulation results for a single-link flexible-joint robot are included to show the effectiveness of proposed controller.

NNDI decentralized evolved intelligent stabilization of large-scale systems

  • Chen, Z.Y.;Wang, Ruei-Yuan;Jiang, Rong;Chen, Timothy
    • Smart Structures and Systems
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    • 제30권1호
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    • pp.1-15
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    • 2022
  • This article focuses on stability analysis and fuzzy controller synthesis for large neural network (NN) systems consisting of several interconnected subsystems represented by the NN model. Advanced and fuzzy NN differential inclusion (NNDI) for stability based on the developed algorithm with H infinity can be designed based on the evolved biological design. This representation is constructed using sector linearity for NN models. Sector linearity transforms a non-linear model into a linear model based on proposed operations. New sufficient conditions are realized in the form of LMI (linear matrix inequalities) to ensure the asymptotic stability of the trans-Lyapunov function. This transforms the nonlinear model into a linear model based on multiple rules. At last, a numerical case study with simulations is derived as illustration to prove its feasibility in real nonlinear structures.

마찰 보상을 갖는 컨테이너 크레인의 흔들림 억제 추종 제어 (Anti-Sway Tracking Control of Container Cranes with Friction Compensation)

  • 백운보;신진호
    • 한국생산제조학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.878-884
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    • 2012
  • In this paper, we consider the sway suppression control problem for container cranes with the frictions between the trolley and the rail. If the friction effects in the system can be modelled, there is an improved potential to design controllers that can cancel the effects. The proposed control improves the trolley positioning and sway suppressing against various frictions. The proposed synthesis combines a variable structure control and the adaptive control to cope with various frictions including the unknown constants. First, the variable structure control with the simple switching action is designed, which is based on a class of feedback lineariztion methods for the fast stabilization of the under-actuated sway dynamics of container. Second, the adaptive control with a parameter estimation is designed, which is based on Lyapunov stability methods for suppressing the oscillation of the trolley travelling, especially due to Coulomb friction in the vicinity of the target position. The asymptotic stability of the overall closed-loop system is assured irrespective of variations of rope length. Simulation are shown under initial sway, external wind disturbances, and various frictions.

근사화 오차 유계 추정을 이용한 비선형 시스템의 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어 (Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control for Nonlinear Systems Using Estimation of Bounds for Approximation Errors)

  • 서삼준
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.527-532
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    • 2005
  • 본 논문에서 불확실한 근사화 오차 유계 추정을 이용한 불확실한 비선형 계통에 대한 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어기를 제안하였다. 계통 출력이 기준 출력을 추종하기 위해 시스템의 불확실성은 결론부 파라미터의 적응 알고리즘에 의해 온라인으로 조정되는 IF-THEN 규칙을 가지는 퍼지 시스템에 의해 근사화하였다. 또한 근사화 오차가 미지의 상수에 의해 유계된다는 가정 하에 리아프노프 합성법으로 근사화 오차 유계 추정 알고리즘을 제안하였다. 전체 제어 시스템은 제어기내의 모든 신호가 균등 유계이고 추종오차가 점근 안정함을 보장한다. 제안한 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어기의 성능을 도립진자 계통에 대한 컴퓨터 모의실험을 통해 입증하였다.

변수 불확실성을 가지는 시스템에 대한 견실비약성 $H_{\infty}$ 칼만형필터 설계: PLMI 접근법 (Design of Robust and Non-fragile $H_{\infty}$ Kalman-type Filter for System with Parameter Uncertainties: PLMI Approach)

  • 김준기;양승협;방경호;박홍배
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권10호
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    • pp.181-186
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    • 2012
  • 본 논문에서는 변수 불확실성과 필터이득 섭동을 가지는 시스템에 대한 견실비약성 $H_{\infty}$ 칼만형필터 설계기법을 제안한다. 필터가 존재할 충분조건과 견실비약성 $H_{\infty}$ 필터 설계기법을 선형행렬부등식 (LMI: Linear Matrix Inequality 접근법으로 제안하고 시스템과 필터의 불확실성을 매개변수화 선형행렬부등식(PLMI: Parameterized Linear Matrix Inequality)으로 구조화된 불확실성의 형태로 표현한 후 Lyapunov 함수를 통해 시스템의 불확실성과 더불어 필터이득섭동을 고려한 칼만형 $H_{\infty}$ 필터가 존재할 충분조건과 필터설계기법을 PLMI 형태로 보인다. PLMI는 무한개의 LMI의 형태로 나타나므로 완화기법(relaxation technique)을 적용하여 유한개의 LMI의 형태로 변환한 후 견실하고 최적화된 필터이득과 필터섭동범위를 계산하고, 예제와 모의실험을 통해 제시된 필터의 타당성을 검증한다.

Blu-ray 디스크 드라이브 시스템 트래킹 서보시스템에 대한 견실비약성 $H^{\infty}$ 상태궤환 제어기 설계 (Robust and Non-fragile $H^{\infty}$ Controller Design for Tracking Servo of Blu-ray disc Drive System)

  • 이형호;김준기;김원기;조상우;박홍배
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제45권3호
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    • pp.32-41
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    • 2008
  • 본 논문에서는 blu-ray 디스크 드라이버의 트랙킹 서보시스템에 대하여 플랜트와 제어기의 불확실성을 보상하는 견실비약성 $H^{\infty}$ 상태궤환 제어기 설계방법을 제안한다. 플랜트와 제어기의 불확실성을 매개변수화 선형행렬부등식(PLMI: parameterized linear matrix inequality)을 이용하여 구조화된 불확실성의 형태로 표현하며, Lyapunov 함수를 이용하여 구조적인 제어기의 이득섭동을 고려한 견실비약성 $H^{\infty}$ 상태궤환 제어기가 존재할 충분조건 및 제어기 설계방법을 PLMI의 형태로 제안한다. 또한, 완화기법(relaxation technique)을 통하여 PLMI를 유한개의 LMI의 형태로 변환하여 견실하고 최적화된 제어기 이득과 제어기 섭동 범위를 계산하고, 모의실험을 통해서 제시된 제어기의 타당성 및 견실성(robustness)과 비약성(non-fragility)을 검증한다.

파라미터 투영 기법이 필요 없는 비선형 시스템의 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어 (Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control for Nonlinear Systems without Parameter Projection Method)

  • 서삼준
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.499-505
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    • 2011
  • 본 논문은 파라미터 투영 기법이 필요없는 비선형 계통에 대한 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어를 제안한다. 제어기의 구조를 약간 수정하여 추정된 입력 이득항이 영으로 되지 않도록 보장하고 온라인 동작중의 어떤 순간이라고 추정된 입력 이득항이 영이 되더라도 구현에 문제를 야기하지 않는다. 입력 이득 함수의 하한 추정치만이 필요한것을 제외하면 제안한 제어 기법은 바운딩 파라미터에 대한 정확한 값이 사전에 필요하지 않다. 리아프노프 합성기법을 기초로 전체 제어 시스템이 추종오차가 점근적으로 안정하고 제어기 내의 모든 신호가 유계임을 보장한다. 역진자 시스템의 적용하여 제안한 제어기의 유용성을 입증한다.