• 대한전자공학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.91-94
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• 1985

A method optimizing selection of a state weighting matrix is presented. The state weight-ing matrix is chosen so that the closed-loop system responses closely match to the ideal model responses. An algorithm is presented which determines a positive semidefinite state weighting matrix in the linear quadratic optimal control design problem and an numerical example is given to show the effect of the present algorithm.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.608-616
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• 2018

일반적으로 비선형 시스템은 1차와 2차 시스템의 곱의 형태로 선형화되며, 시스템의 근은 1차 시스템의 근과 2차 시스템의 중근, 서로 다른 두 실근, 복소근으로 구성된다. 그리고 LQ(Linear Quadratic) 제어는 성능지수함수를 최소화하는 제어법칙을 설계하는 방법으로 시스템의 안정성을 보장하는 장점과 가중행렬 조정으로 시스템의 근의 위치를 조정하는 극배치 기능이 있다. 가중행렬에 의해 LQ 제어는 시스템의 근의 위치를 임의로 이동시킬 수 있지만 시행착오 방법으로 가중행렬을 설정하는 어려움이 있다. 이것은 해밀토니안(Hamiltonian) 시스템의 특성방정식을 이용하여 해결 할 수 있다. 또한 제어가중행렬이 상수의 대칭행렬이면 제어법칙을 반복적으로 적용하여 시스템의 여러 근을 원하는 폐루프 근으로 이동시킬 수 있다. 이 논문은 해밀토니안 시스템의 특성방정식을 이용하여 조단 블록을 갖는 시스템의 중근을 두 실근으로 이동시키는 상태가중행렬과 제어법칙을 계산하는 방법을 제시한다. 삼각함수로 표현된 상태가중행렬로 해밀토니안 시스템의 특성방정식을 구한다. 그리고 이동된 두 실근이 특성방정식의 근이라는 조건에서 중근과 상태가중행렬의 관계식(${\rho},\;{\theta}$)을 유도한다. 상태가중행렬이 양의 반한정행렬이 될 조건에서 중근의 이동범위를 구한다. 그리하여 이동범위에서 선택한 두 실근을 관계식에 대입하여 상태가중행렬과 제어법칙을 계산한다. 제안한 방법을 간단한 3차 시스템의 예제에 적용해본다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권3호
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• pp.329-335
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• 2003

EALQR (Linear Quadratic Regulate. design with Eigenstructure Assignment capability) has the capability of exact assignment of eigenstructure with the guaranteed margins of the LQR for MIMO (Multi-Input Multi-Output) systems. However, EALQR undergoes a restriction on the state-weighting matrix Q in LQR to be indefinite with respect to the region of allowable closedloop eigenvalues. The definiteness of the weighting matrix is closely related to the robustness property of a given system. In this paper, we derive a relation between the indefinite weighting matrix Q and the robustness property for EALQR. The modified frequency domain inequality, that could be guaranteed by EQLQR with an indefinite weighting matrix, is presented.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.634-639
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• 2020

일반적으로 비선형 시스템은 1차와 2차 시스템의 곱으로 선형화할 수 있기 때문에 시스템은 2차 시스템의 중근, 복소근, 서로 다른 두 실근과 1차 시스템의 근을 극점으로 가진다. 이런 극점의 위치 변경으로 시스템의 안정성과 응답특성을 개선할 수 있어서 다양한 방법으로 극점을 이동시키는 제어기를 설계한다. 여러 방법 중에서 LQ 제어는 이득여유와 위상여유의 안정성을 보장한다. 그런데 시행착오 방법으로 가중행렬을 선택하여 원하는 응답특성을 얻기 때문에 극점의 위치를 임의로 지정하기 어렵다. 이 논문은 조단블록을 가진 다중 중근을 원하는 실근으로 이동시키는 LQ 제어의 가중행렬을 선택하는 방법에 관한 것이다. 대각행렬 형태의 제어가중행렬과 ρ_d와 ϕ_d의 2개 변수 상태가중행렬을 갖는 해밀토니안 시스템의 특성방정식에서 중근과 가중행렬의 관계식을 유도한다. 그리고 상태가중행렬이 양의 준정부호 행렬이 될 조건에서 실근으로 이동할 중근의 이동범위를 구하고, 좌표평면에 표현한다. 이 범위에서 극점을 선택하고, 관계식으로 가중행렬을 계산하는 방법을 제안한다. 그리고 예제를 통해 조단블록을 갖는 4개의 중근을 원하는 서로 다른 실근으로 이동시키는 가중행렬과 제어법칙의 계산과정을 통해 제안한 방법의 유용성을 확인하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권1호
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• pp.227-242
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• 2015

This paper proposes a weighting factor optimization method in predictive control algorithm for torque ripple reduction in an induction motor fed by an indirect matrix converter (IMC). In this paper, the torque ripple behavior is analyzed to validate the proposed weighting factor optimization method in the predictive control platform and shows the effectiveness of the system. Therefore, an optimization method is adopted here to calculate the optimum weighting factor corresponds to minimum torque ripple and is compared with the results of conventional weighting factor based predictive control algorithm. The predictive control algorithm selects the optimum switching state that minimizes a cost function based on optimized weighting factor to actuate the indirect matrix converter. The conventional and introduced weighting factor optimization method in predictive control algorithm are validated through simulations and experimental validation in DS1104 R&D controller platform and show the potential control, tracking of variables with their respective references and consequently reduces the torque ripple.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.2081-2086
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• 2005

This paper proposes the receding horizon $H_{\infty}$ predictive control (RHHPC) for systems with a state-delay. We first proposes a new cost function for a finite horizon dynamic game problem. The proposed cost function includes two terminal weighting terns, each of which is parameterized by a positive definite matrix, called a terminal weighting matrix. Secondly, we derive the RHHPC from the solution to the finite dynamic game problem. Thirdly, we propose an LMI condition under which the saddle point value satisfies the well-known nonincreasing monotonicity. Finally, we shows the asymptotic stability and $H_{\infty}$-norm boundedness of the closed-loop system controlled by the proposed RHHPC. Through a numerical example, we show that the proposed RHHC is stabilizing and satisfies the infinite horizon $H_{\infty}$-norm bound.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.249-254
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• 2009

This paper studies the problem of pole placement by an LQ controller for system having two distinct real poles. Using the so-called Pole's Moving Range (PMR) drawn in the s-plane and relational equations between closed-loop system poles and weighting matrices, we calculate the state weighting matrix to move two distinct real poles to a pair of complex poles. By numerical examples, we show that the proposed method is applied to improve system performance.

• 전자공학회논문지B
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• 제33B권3호
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• pp.9-16
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• 1996

LQ-servo is a robustness guaranteed multivariable controller design method based on the LQR structure to improve command following with output feedback. in this paper we introduce a weighting factor on the low frequency part of the state weighting matrix in the performance index in order to increase the low frequency gain of loop transfer function matrix T(s) in the loop shaping design method.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.83.4-83
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• 2002

$\bullet$ We present a state-feedback RHC for discrete-time TS fuzzy systems with input constriants. $\bullet$ The controller employ the current and one-step past information on the fuzzy weighting functions. $\bullet$ It is obtained from the finite horizon optimization problem with the invariant ellipsoid constraint $\bullet$ Under parameterized LMI conditions on the terminal weighting matrix $\bullet$ The closed-loop system stability is guaranteed. $\bullet$ The parameterized linear matrix inequalities are relaxed to a finite number of solvable LMIs.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제29권1호
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• pp.68-77
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• 1997

The reactor power control system is described in the fashion of the order increased LQR system. To obtain the optimal state feedback gain vectors, the weighting matrix of the performance function should be determined. Since the contentional method has some limitations, stochastic searching methods are investigated to optimize the LQR weighting matrix using the modified genetic algorithm combined with the simulated annealing, a new optimizing tool named the hybrid MGA-SA is developed to determine the weighting parameters of the LQR system. This optimizing tool provides a more systematic approach in designing the LQR system. Since it can be easily incorporated with any forms of the cost function, it also provides the great flexibility in the optimization problems.