• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
• /
• 제2권4호
• /
• pp.192-201
• /
• 2016

This study examined a PD controller and its application to automatic berthing control of an unmanned surface vehicle (USV). First, a nonlinear mathematical model was established for the maneuvering of the USV in the presence of environmental forces. A PD control algorithm was then applied to control the rudder and propeller during an automatic berthing process. The algorithm consisted of two parts, namely the forward velocity control and heading angle control. The control algorithm was designed based on longitudinal and yaw dynamic models of the USV. The desired heading angle was obtained using the "line of sight" method. Finally, computer simulations of automatic USV berthing were performed to verify the proposed controller subjected to the influence of disturbance forces. The results of the simulation revealed a good performance of the developed berthing control system.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제39권2호
• /
• pp.157-165
• /
• 2002

본 논문에서는 PD 제어기와 신경회로망을 이용하여 3상 유도전동기의 속도제어 시스템을 구현하고자 한다. PD 제어기는 초기의 제어를 담당하며 신경회로망의 초기 학습을 담당한다. 또한, 신경회로망은 비선형 매핑능력과 학습능력이 탁월하기 때문에 제어기로 많이 사용되며 특히 전향경로 신경망은 구조가 매우 간단하기 때문에 본 논문에서는 이를 이용하여 유도전동기의 속도제어 시스템에 구현하였다. 신경회로망의 입력으로는 모터의 기준속도, 엔코더를 이용하여 측정한 모터의 실제 속도와 제어입력 전류를 이용하였고, 온라인 상태로 학습되도록 하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘의 타당성을 보이기 위해 기존에 널리 사용되었던 PI 제어기와 비교평가를 하였으며 시뮬레이션과 실험결과로부터 초기운전 상태에서는 PD 제어기가 주로 제어를 담당하지만 시간이 지남에 따라 신경회로망이 학습되어 신경회로망이 주 제어기가 됨을 확인하였다. 아울러, 제안된 하이브리드 제어기가 PI 제어기보다 우수하고 특히 부하변동과 같은 외란에 강인함을 알 수 있었으며, 정상상태 오차가 현저히 감소하여 정밀한 속도제어가 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
• /
• 제50권4호
• /
• pp.184-191
• /
• 2001

This paper proposes a prefilter type velocity compensating control system using modified chaotic neural networks for the trajectory control of robotic manipulator. Since the structure of modified chaotic neural networks(MCNN) and neurons have highly nonlinear dynamic characteristics, MCNN can show the robust characteristics for controlling highly nonlinear dynamics like robotic manipulators. For its application, the trajectory controller of the three-axis robot manipulator is designed by MCNN. The MCNN controller acts as the compensator of the PD controller. Simulation results show that learning error decrease drastically via on-line learning and the performance is excellent. The MCNN controller showed much better control performance and shorter calculation time compared to the RNN controller, Another advantage of the proposed controller could by attached to conventional robot controller without hardware changes.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제20권9호
• /
• pp.1679-1687
• /
• 2016

이동로봇은 유연한 생산시스템이 필요한 산업현장에서 유용하게 사용된다. 이동로봇이 생산부품과 같은 기계적 부하를 싣고 정해진 경로를 따라 정확히 이동하여야 하며 통상 기구학적 제어기가 사용되고 있다. 그러나 부하가 매우 크고 비선형 마찰도 클 경우, 기구학적 제어기로 만족할 만한 제어성능을 기대할 수 없어서 동적 제어기가 연구되고 있다. 기존의 동적 제어기는 부하의 무게와 위치를 정확히 알아야 한다는 조건이 있다. 그러나 실제 기계적 부하는 빈번히 변하고 정확히 알 수 없으므로 기존의 동적제어기 성능에 한계가 있다. 따라서 기계적 부하를 정확히 알지 못해도 이동로봇의 동적제어가 작동하도록 경사감소학습을 이용하여 적응 PD 제어 방법을 본 논문에서 제안하였다. 여러 가지 부하 변동 조건하에서 다양하게 시뮬레이션 하여 본 논문의 적응 PD 제어 방법이 기존의 방법보다 폭넓은 수렴영역을 가지고 있음을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.951-957
• /
• 2015

This Paper considers the heading and depth control problem for an underactuated AUV (Autonomous Underwater Vehicle) HW200. The HW200 is a torpedo-type AUV that is developed from Hanwha corporation R&D Center for military operation such as MCM (Mine Counter Measures). The HW200 controls horizontal and vertical motion with two stern plane and two rudder plane. It is well known that fine control of an AUV motion is not easy because of model uncertainties, highly nonlinear and coupled motions. To overcome those kind of uncertainties, a number of control methods have been presented. In this paper, the motion controllers of the HW200 are designed using PD controller design method based on the linear and perturbed model of the typical 6-DOF equations of an AUV, and confirmed the effectiveness of the controller through simulations and field test.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제41권1호
• /
• pp.105-110
• /
• 2017

이 논문에서는 해상에서의 환경 하중과 외력을 고려한 해상 크레인의 상하 동요 보상 시스템에 대해 연구한 내용을 소개한다. 이를 위해 강체라 가정된 해상 크레인과 유압 구동식 윈치, 탄성력을 갖는 로프, 그리고 로프 끝단의 중량물로 구성된 동역학 모델을 먼저 살펴본다. 중량물의 상하 동요 움직임을 보상하기 위해, 선형화를 통한 PD 제어를 적용했다. 또한, 비선형 시스템에 맞춘 슬라이딩 모드 제어기 및 시간 지연을 고려한 비선형 일반 예측 제어 알고리즘을 사용한 제어를 적용했으며, 그 결과 진동폭이 줄어듬을 확인할 수 있다. 결과적으로, 1초의 시간 지연을 고려하여 설계한 강인 제어기를 활용하게 되면, 상하동요 보상시스템에서 오차를 가장 많이 줄여서 본 시스템에 적합한 제어 알고리즘으로써 활용할 수 있음을 볼 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 B
• /
• pp.702-704
• /
• 1997

In this paper, we applied self-tuning controller with I-PD type to process with time delay's. Process parameters are estimated by the recursive least squares algorithm, and optimal gains are obtained. This paper shows self-tuning controller with I-PD type performs better than that of general PID type for the nonlinear system with sudden change of set-points.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.1101-1105
• /
• 2012

This study proposes a method for improvement of PD type fuzzy controller. The method includes self tuner using gradient algorithm that is one of the optimization algorithms. The proposed controller improves simple Takagi-Sugeno type FLC (Fuzzy Logic Control) system. The simple Takagi-Sugeno type FLC system changes nonlinear characteristic to linear parameters of consequent membership function. The simple FLC system could control the system by calibrating parameter of consequent membership function that changes the system response. While the determination on parameter of the simple FLC system works well only partially, the proposed method is needed to determine parameters that work for overall response. The simple FLC system doesn't predict the response characteristics. While the simple FLC system works just like proportional part of PID, our system includes derivative part to predict the next response. The proposed controller is constructed with P part and D part FLC system that characteristic parameter on system response is changed by self tuner for effective response. Since the proposed controller doesn't include integral part, it can't eliminate steady state error. So we include a gain to eliminate the steady state error.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제39권5호
• /
• pp.563-569
• /
• 2015

A chemical reaction occurring in CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) is significantly affected by the concentration, temperature, pressure, and reacting time of materials, and thus it has strong nonlinear and time-varying characteristics. Also, when an existing linear PID controller with fixed gain is used, the performance could deteriorate or could be unstable if the system parameters change due to the change in the operating point of CSTR. In this study, a technique for the design of a fuzzy PD plus I controller was proposed for the temperature control of a CSTR process. In the fuzzy PD plus I controller, a linear integral controller was added to a fuzzy PD controller in parallel, and the steady-state performance could be improved based on this. For the fuzzy membership function, a Gaussian type was used; for the fuzzy inference, the Max-Min method of Mamdani was used; and for the defuzzification, the center of gravity method was used. In addition, the saturation state of the actuator was also considered during controller design. The validity of the proposed method was examined by comparing the set-point tracking performance and the robustness to the parameter change with those of an adaptive controller and a nonlinear proportional-integral-differential controller.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
• /
• 한국퍼지및지능시스템학회 1993년도 Fifth International Fuzzy Systems Association World Congress 93
• /
• pp.1410-1413
• /
• 1993

This paper presents the application of fuzzy control to three links of a Rhino robot and compares its performance to traditional PD control. The dynamics of motion of robot links are governed by nonlinear differential equations. The fuzzy controller, being an adaptive technique, gives better performance than the traditional linear PD controller over a typical operational range. The fuzzy controller reaches the desired position with no overshoot, which is unlikely with the PD controller.