• Title/Summary/Keyword: Takagi-Sugeno (T-S) Fuzzy Control

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Takagi-Sugeno Model-Based Non-Fragile Guaranteed Cost Control for Uncertain Discrete-Time Systems with State Delay

  • Fang, Xiaosheng;Wang, Jingcheng;Zhang, Bin
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제8권2호
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    • pp.151-157
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    • 2008
  • A non-fragile guaranteed cost control (GCC) problem is presented for a class of discrete time-delay nonlinear systems described by Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model. The systems are assumed to have norm-bounded time-varying uncertainties in the matrices of state, delayed state and control gains. Sufficient conditions are first obtained which guarantee that the closed-loop system is asymptotically stable and the closed-loop cost function value is not more than a specified upper bound. Then the design method of the non-fragile guaranteed cost controller is formulated in terms of the linear matrix inequality (LMI) approach. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed design method.

퍼지 제어기를 이용한 Underactuated Robot의 광범위 제어 (Wide-Range Stabilization Control of Underactuated Robot using Fuzzy Controller)

  • 유기정;양동훈;최현철;홍석교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2408-2410
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    • 2001
  • This paper presents the control of an underactuated two-link robot called the Pendubot. Combining linearized state feedback control with Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy controller wide-range stabilization of Pendulum is achieved. The local stabilization controler is designed by linearinzing the dynamic equations about the several desired set point and using LQR(Linear Quadratic Regulator) techniques. Takagi-Sugeno methodology is used to control the nonlinear models near different operation points. Fuzzy controller is obtained by the fuzzy blending of the local controllers. The paper includes a description of the algorithm as well as real time experimental results for the Pendubot.

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강인 퍼지 이론을 이용한 풍력 터빈의 가변 속도 제어 (Variable Speed Control of Wind Turbines Using Robust Fuzzy Algorithm)

  • 성화창;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • 본 논문에서는 퍼지 이론을 이용한 풍력 터빈의 변화 속도 제어에 관해 다루고자 한다. 일반적인 풍력 터빈의 변화 속도는 복잡한 비선형성으로 나타내어지며, 플랜트를 구성하는 각 파라미터의 수치 역시 불확실하다. 이와 같은 복잡성을 해결하기 위하여, 우리는 비선형성 및 불확실성에 강인한 퍼지 제어 이론을 제안하고자 한다. 우선 풍력 터빈의 변화 속도에 대한 정확한 퍼지 모델링을 수행하게 된다. 그리고 재해석된 Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 모델에 적합한 제어기를 설계하게 되며, 리아푸노프 안정도에 기반한 시스템의 안정도를 증명하게 된다. 마지막으로, 가상 시뮬레이션을 통해 제안된 기법의 효율성을 입증하게 된다.

이산 시간 비선형 상호 결합 시스템의 T-S 퍼지 모델을 위한 분산 동적 출력 궤한 제어기 설계 (Decentralized Dynamic Output Feedback Controller for Discrete-time Nonlinear Interconnected Systems via T-S Fuzzy Models)

  • 구근범;김진규;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.780-785
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    • 2007
  • 본 논문은 Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 모델을 이용하여 이산 시간에서의 비선형 상호 결합 시스템에 대한 분산 동적 출력제한 제어기를 제시한다. 이산시간 비선형 상호 결합 시스템의 각 하위 시스템에 대한 T-S 퍼지 모델링을 한 후, 각각에 대해 동적 출력 궤한 제어기를 설계한다. 제어가 된 폐루프 하위 시스템들로 전체 시스템의 평형점이 안정화되는 선형 행렬 부등식 (LMI)을 구하고, 부등식을 이용하여 동적 출력 제한 제어기의 이득 값을 구한다. 마지막으로 모의실험을 통해 분산 동적 출력 궤한 제어기의 효용성을 확인한다.

대형급 무인잠수정의 임무의 중요성에 따른 목표 경로점 선정 및 제어를 위한 T-S 퍼지모델 기반 강인 ℋ 제어기 설계 (Allocations and Robust ℋ Fuzzy Control for Waypoints Tracking of Large Displacement Unmanned Underwater Vehicles)

  • 강형빈;이호재;김성훈;박호규
    • 전기학회논문지
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    • 제66권2호
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    • pp.402-408
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    • 2017
  • This paper deals with a robust ${\mathfrak{H}}_{\infty}$ controller design problem for waypoints tracking of large displacement unmanned underwater vehicles (LDUUVs) in Takagi-Sugeno fuzzy form. The LDUUV model uses a rudder to control its horizontal motion. We determine the order of waypoints based on their priorities and consider only surge force. A fuzzy controller in state-feedback form is taken and its design condition of is represented in terms of linear matrix inequalities. A numerical simulation is included to show the effectiveness of the theoretical development.

A Takagi-Sugeno fuzzy power-distribution method for a prototypical advanced reactor considering pump degradation

  • Yuan, Yue;Coble, Jamie
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제49권5호
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    • pp.905-913
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    • 2017
  • Advanced reactor designs often feature longer operating cycles between refueling and new concepts of operation beyond traditional baseload electricity production. Owing to this increased complexity, traditional proportional-integral control may not be sufficient across all potential operating regimes. The prototypical advanced reactor (PAR) design features two independent reactor modules, each connected to a single dedicated steam generator that feeds a common balance of plant for electricity generation and process heat applications. In the current research, the PAR is expected to operate in a load-following manner to produce electricity to meet grid demand over a 24-hour period. Over the operational lifetime of the PAR system, primary and intermediate sodium pumps are expected to degrade in performance. The independent operation of the two reactor modules in the PAR may allow the system to continue operating under degraded pump performance by shifting the power production between reactor modules in order to meet overall load demands. This paper proposes a Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy logic-based power distribution system. Two T-S fuzzy power distribution controllers have been designed and tested. Simulation shows that the devised T-S fuzzy controllers provide improved performance over traditional controls during daily load-following operation under different levels of pump degradation.

자기동조에 의한 PD 형 퍼지제어시스템의 응답 개선 (The Response Improvement of PD Type FLC System by Self Tuning)

  • 최한수;이경웅
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.1101-1105
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    • 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.

T-S 퍼지 모델을 이용한 불확실한 카오스 시스템의 적응동기화 (T-S Fuzzy Model-Based Adaptive Synchronization of Chaotic System with Unknown Parameters)

  • 김재훈;박창우;김은태;박민용
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.270-275
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    • 2005
  • 본 논문은 퍼지 모델을 이용한 불확실한 카오스 시스템의 적응 동기화 기법을 제안한다. 카오스 동기화 시스템은 마스터 시스템과 슬레이브 시스템으로 구성되며 각각의 시스템은 Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 모델을 통해 표현된다. 마스터 시스템은 파라미터가 미리 알려지지 않은 불확실한 모델로 가정되므로 불확실한 파라미터를 추정하기 위해 적응 기법을 적용하여 슬레이브 시스템을 설계한다. 동기화 오차 시스템을 안정화하고 불확실한 파라미터를 추정하는 적응 규칙을 이용한 제어기를 설계하며 Lyapunov 이론을 통해 안정도를 해석한다. 제안된 퍼지 적응 동기화 기법의 효과를 확인하기 위해서 Duffing 시스템과 Lorenz 시스템에 대해 모의 실험을 수행한다.

뉴트럴 타입 시간 지연을 갖는 지능형 네트워크 제어 시스템의 퍼지 제어기 설계 (Fuzzy Controller for Intelligent Networked Control System with Neutral Type of Time-delay)

  • 주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.174-179
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    • 2009
  • 본 논문은 뉴트럴 타입 시간 지연을 갖는 네트워크 제어 시스템의 안정도 분석 및 제어기 설계에 대해서 논의한다. 네트워크상에서 발생하는 뉴트럴 타입 시간 지연을 모델링하며, 전체 네트워크 제어 시스템은 뉴트럴 타입 시간 지연을 가지는 비선형 시스템이 된다. 네트워크 제어 시스템을 TS(Takagi-Sugeno) 퍼지 시스템으로 모델링한다. 제안하는 퍼지 제어기를 모델링하는 네트워크 제어 시스템과 같은 멤버쉽 함수를 가지게 설계한다. 전체 폐루프 시스템의 안정도를 시간 지연 간격에 종속적이게 분석하고, 네트워크 제어 시스템을 안정화 시키는 퍼지 제어기 설계를 위한 충분조건을 유도한다. 제안된 필요 중분조건을 선형 행렬 부등식의 형태로 나타내고, 해를 통하여 퍼지 제어기의 이득 값을 설계한다. 예제를 통하여 제안된 이론의 타당성을 확인한다.

Fuzzy control for geometrically nonlinear vibration of piezoelectric flexible plates

  • Xu, Yalan;Chen, Jianjun
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제43권2호
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    • pp.163-177
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    • 2012
  • This paper presents a LMI(linear matrix inequality)-based fuzzy approach of modeling and active vibration control of geometrically nonlinear flexible plates with piezoelectric materials as actuators and sensors. The large-amplitude vibration characteristics and dynamic partial differential equation of a piezoelectric flexible rectangular thin plate structure are obtained by using generalized Fourier series and numerical integral. Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model is employed to approximate the nonlinear structural system, which combines the fuzzy inference rule with the local linear state space model. A robust fuzzy dynamic output feedback control law based on the T-S fuzzy model is designed by the parallel distributed compensation (PDC) technique, and stability analysis and disturbance rejection problems are guaranteed by LMI method. The simulation result shows that the fuzzy dynamic output feedback controller based on a two-rule T-S fuzzy model performs well, and the vibration of plate structure with geometrical nonlinearity is suppressed, which is less complex in computation and can be practically implemented.