• 제목/요약/키워드: Quantitative feedback theory(QFT)

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IA-QFT를 이용한 전력계통 안정화 장치의 최적 설계 (Optimal Design of Power System Stabilizer Using IA-QFT)

  • 정형환;이정필;정문규;주수원
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제51권9호
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    • pp.441-450
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    • 2002
  • In this paper, optimal tuning problem of power system stabilizer using IA-QFT is investigated to improve power system dynamic stability in spite of parameter variation and disturbance uncertainties. The most important feature of QFT is that it is able to deal with the design problem of complicated uncertain plants. However, loop shaping is currently performed in computer aided design environments manually and it is usually a trial and error procedure. It is difficult to design a controller to satisfy all specifications manually. To solve this problem, a study of design automation using IA needs to be taken into account. The robustness of the proposed controller has been investigated on a single machine infinite bus model. The results are shown that the proposed PSS using IA-QFT is more robust than conventional PSS.

QFT와 유전 알고리즘을 이용한 발전소 조속기 속도제어계의 설계 (A Design of Speed Control Systems for the Governor in Power Station using QFT and Genetic Algorithm)

  • 김주식;유정웅
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.77-84
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    • 1998
  • 본 연구에서 고려된 발전소 조속기의 속도제어계는 레귤레이터(PID 제어기), 액튜에이터와 터빈으로 구성되어 있다. 이 계통에 파라미터 불확실성과 외란이 고려되면, PID 제어만으로는 만족한 제어성능을 얻지 못할 수도 있다. 따라서 플랜트 불확실성과 외란에 대해 요구된 계통의 제어성능을 얻을 수 있는 설계기법의 도입이 필요하다. 본 연구에서는 발전설비의 안정된 운전을 위한 설계기법으로 QFT를 이용하였으며, QFT의 루프형성 근사화기법에 유전 알고리즘을 도입하여 개루프 전달함수의 계수를 식별하는 방법을 제안하였다. 그리고 이 기법을 이용해서 발전소 속도제어계를 설계하였다.

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GA를 이용한 QFT에서의 자동 Loop-Shaping에 관한 연구 (Automatic Loop-Shaping using Genetic Algorithms in Quantitative Feedback Theory)

  • 김민수;이승환;원용규;정찬수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2579-2581
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    • 2003
  • QFT는 플랜트의 불확실성 또는 외란에 대해 강인성을 보장할 수 있는 설계기법이다. QFT에서 제어기를 설계하기 위해서는 여러 단계를 거치게 되는데 가장 핵심적인 단계인 loop-shaping은 주어진 성능조건을 만족하도륵 이득, 지/진상, 영/극점, 2차 시스템 등을 추가/변경하면서 제어기를 설계하는 과정으로 초심자에게는 어려운 작업이다. 본 논문에서는 이러한 loop-shaping 방법에 유전자 알고리즘을 적용하여 주어진 안정도 및 추종성능을 만족하도록 하는 제어기 설계 방법에 대해 연구하였다.

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QFT 를 이용한 유압 로드 시뮬레이터에 관한 힘 제어계 설계 (Design of Force Control System for a Hydraulic Road Simulator using QFT)

  • 김진완;현동길;남양해;김영배
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.1109-1114
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    • 2007
  • This paper presents the road simulator control technology for reproducing the road input signal to implement the real road data. The simulator consists of the hydraulic pump, servo valve, hydraulic actuator and its control equipment. The QFT is utilized to control the simulator effectively. The control system illustrates a tracking performance of the closed-loop controller with low order transfer function G(s) and pre-filter F(s) for a parametric uncertain model. A force controller is designed to communicate the control signal between simulator and digital controller. The efficacy of the QFT force controller is verified through the numerical simulation, in which combined dynamics and actuation of the hydraulic servo system are tested. The simulation results show that the proposed control technique works well under uncertain hydraulic plant system. The conventional software (Labview) is used to make up for the real controller in the real-time basis, and the experimental works show that the proposed algorithm works well for a single road simulator.

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유전 알고리듬을 이용한 개선된 QFT의 루프 형성법 및 원전 증기발생기 수위제어계의 설계 (An improved Loop Shaping Approach of QFT using Genetic Algorithm and a Design of Steam Generator Water Level Control System in Nuclear Power Station)

  • 김주식;김민환;유정웅
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.106-113
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    • 1998
  • 원자력발전소의 증기발생기 수위제어계는 과도상태뿐만 아니라 정상운전 시에도 제어계 설계에 사용된 모델링이나, 이론의 적용이 매우 어려운 계통이다. 따라서 기존의 제어방법으로는 안정성에 대한 의문이 제기되어 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 문제점에 입각하여 본 연구에서는 유전 알고리즘을 이용한 개선된 루프 형성법을 제안하고 이 방법올 QFT에 적용하여 제어성능을 향상시킬 수 있는 제어계를 설계하였다. 그리고 시뮬레이션 결과로부터 안정성과 효과적인 제어성능을 얻었다.

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3축 유압 도로 시뮬레이터의 정량적 피드백 제어 시스템 설계 (Design of Quantitative Feedback Control System for the Three Axes Hydraulic Road Simulator)

  • 김진완;현동길;김영배
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제32권3호
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    • pp.280-289
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    • 2008
  • This paper presents design of the quantitative feedback control system of the three axes hydraulic road simulator with respect to the dummy wheel for uncertain multiple input-output(MIMO) feedback systems. This simulator has the uncertain parameters such as fluid compressibility, fluid leakage, electrical servo components and nonlinear mechanical connections. This works have reproduced the random input signal to implement the real road vibration's data in the lab. The replaced $m^2$ MISO equivalent control systems satisfied the design specifications of the original $m^*m$ MIMO control system and developed the mathematical method using quantitative feedback theory based on schauder's fixed point theorem. This control system illustrates a tracking performance of the closed-loop controller with low order transfer function G(s) and pre-filter F(s) having the minimum bandwidth for parameters of uncertain plant. The efficacy of the designed controller is verified through the dynamic simulation with combined hydraulic model and Adams simulator model. The Matlab simulation results to connect with Adams simulator model show that the proposed control technique works well under uncertain hydraulic plant system. The designed control system has satisfied robust performance with stability bounds, tracking bounds and disturbance. The Hydraulic road simulator consists of the specimen, hydraulic pump, servo valve, hydraulic actuator and its control equipments

QFT를 이용한 파라미터 불확실성을 갖는 비최소위상 제어시스템의 강인한 제어기 설계 (Design of Robust Controller for Non-minimum Phase System with Parametric Uncertainty using QFT)

  • 김영철;김신구;조태신;최선욱;김근식
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제38권3호
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    • pp.1-12
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    • 2001
  • 본 논문은 파라미터 불확실성을 갖는 비최소위상 시스템의 강인제어 문제를 고려한다. 먼저 불확실성을 갖는 비최소위상 시스템을 구간 최소위상 전달함수군과 Pade'근사화 형태로 시간지연 성분으로 변환하는 새로운 방법을 제시한다. 제안하게 될 제어기는 비최소위상 플랜트로 인한 시간지연 거동을 보상할 수 있도록 Smith 예측기 구조를 갖는 보상기로 구성된다. 최소위상 플랜트군의 피드백 제어기는 구조적 불확실성에 대해 주파수 영역의 설계사양의 강인 안정도를 만족하도록 QFT를 이용하여 설계되었다. 전체 시스템의 안정도와 성능은 예제를 통하여 입증한다.

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QFT를 이용한 전기유압 하이브리드 부하 시뮬레이터의 능동 힘제어 (Active Force Control of Electro-Hydraulic Hybrid Load Simulator using Quantitative Feedback Theory)

  • 윤주현;안경관;딩쾅청;조우근
    • 한국정밀공학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.45-53
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    • 2009
  • Today, reduction of $CO_2$ exhaustion gas for global-warming prevention becomes important issues in all industrial fields. Hydraulic systems have been widely used in industrial applications due to high power density and so on. However hydraulic pump is always being operated by engine or electric motor in the conventional hydraulic system. Therefore most of the conventional hydraulic system is not efficient system. Recently, an electro-hydraulic hybrid system, which combines electric and hydraulic technology in a compact unit, can be adapted to a wide variety of force, speed and torque requirements. In the electro-hydraulic hybrid system, hydraulic pump is operated by electric motor only when hydraulic power is needed. Therefore the electro-hydraulic system can reduce the energy consumption drastically when compared to the conventional hydraulic systems. This paper presents a new kind of hydraulic load simulator which is composed of electro-hydraulic hybrid system. Disturbances in the real working condition make the control performance decrease or go bad. QFT controller is designed to eliminate or reduce the disturbance and improve the control performance of the electro-hydraulic load simulator. Experimental results show that the proposed controller is verified to apply for electro-hydraulic hybrid system with varied external disturbances.

Robust Active Power Control of a Battery-Supported DSTATCOM to Enhance Wind Generation Power Flow

  • Mahdianpoor, Mohammad;Kiyoumarsi, Arash;Ataei, Mohammad;Hooshmand, Rahmat-Allah
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권4호
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    • pp.1357-1368
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    • 2017
  • The lack of controllability over the wind causes fluctuations in the output power of the wind generators (WGs) located at the wind farms. Distribution Static Compensator (DSTATCOM) equipped with Battery Energy Storage System (BESS) can significantly smooth these fluctuations by injecting or absorbing appropriate amount of active power, thus, controlling the power flow of WGs. But because of the component aging and thermal drift, its harmonic filter parameters vary, resulting in performance degradation. In this paper, Quantitative Feedback Theory (QFT) is used as a robust control scheme in order to deactivate the effects of filter parameters variations on the wind power generation power smoothing performance. The proposed robust control strategy of the DSTATCOM is successfully applied to a microgrid, including WGs. The simulation results obviously show that the proposed control technique can effectively smooth the fluctuations in the wind turbines' (WT) output power caused by wind speed variations; taking into account the filter parameters variations (structural parameter uncertainties).