• 제목/요약/키워드: Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy system

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퍼지 리아푸노프 함수 기반 강인한 퍼지 제어기 설계 (Design of the Robust Fuzzy Controller based on Fuzzy Lyapunov Functions)

  • 김호준;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.630-636
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    • 2011
  • 본 논문은 매개변수 불확실성을 가지는 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 시스템의 안정도 해석과 안정화 조건을 고려한다. T-S 퍼지 시스템의 안정도 해석 시 conservativeness를 줄이기 위해 퍼지 리아푸노프 함수를 이용한다. 매개변수 불확실성을 가지고 있는 시스템의 안정도를 해석하고 시스템을 안정화 시키는 퍼지 강인 제어기 설계 기법을 제시한다. 안정도조건과 안정화조건은 선형행렬부등식의 형태로 표현된다. 모의실험을 통해 제안된 접근 방법의 효용성을 보인다.

Multirate Digital Control for Fuzzy Systems: LMI-Based Design and Stability Analysis

  • Kim Do-Wan;Park Jin-Bae;Joo Young-Hoon;Kim Sung-Ho
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제4권4호
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    • pp.506-515
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    • 2006
  • This paper studies an intelligent digital control for nonlinear systems with multirate sampling. It is worth noting that the multirate control design is addressed for a given nonlinear system represented by Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy models. The main features of the proposed method are that i) it is provided that the sufficient conditions for stabilization of the discrete-time T-S fuzzy system in the sense of Lyapunov stability criterion, which is can be formulated in the linear matrix inequalities (LMIs); and ii) the stability properties of the trivial solution of the digital control system can be deduced from that of the solution of its discretized versions. An example is provided for showing the feasibility of the proposed method.

퍼지 관측기-제어기의 국소적 독립 원리 (Local Separation Principle of Fuzzy Observer-Controller)

  • 이호재;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.902-906
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    • 2004
  • 본 논문은 타카기-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 관측기-제어기의 독립 설계 원리를 조사한다. T-S 퍼지 시스템의 전건부 변수가 측정 가능하거나 출력으로부터 계산 가능한 경우 T-S 퍼지 모델 기반 관측기와 T-S 퍼지 모델 기반제어기는 독립적으로 설계 가능하며, 이에 따른 관측기 기반 출력 궤환 제어기는 전역적 안정화 가능성을 보장한다. 한편 T-S 퍼지 시스템의 전건부 변수가 측정 불가능하거나 출력으로부터 계산 불가능한 경우에는, T-S 퍼지 모델 기반 제어기와 관측기를 구현하기 위하여 퍼지 추론 시스템의 전건부 변수를 추정해야 한다. 본 논문은 전건부 변수가 측정 불가능한 경우 T-S 퍼지 모델 기반 제어기와 T-S 퍼지 모델 기반 관측기의 독립적 설계 가능성을 조사한다. T-S 퍼지 모델 기반 제어기와 관측기의 수렴속도가 충분히 빠를 경우 전역적인 독립 설계가 가능함을 보이며, 그렇지 않은 경우 국소적인 독립 설계가 가능함을 보인다.

Fuzzy Modeling and Control of Wheeled Mobile Robot

  • Kang, Jin-Shik
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제3권1호
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    • pp.58-65
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    • 2003
  • In this paper, a new model, which is a Takagi-Sugeno fuzzy model, for mobile robot is presented. A controller, consisting of two loops the one of which is the inner state feedback loop designed for stability and the outer loop is a PI controller designed for tracking the reference input, is suggested. Because the robot dynamics is nonlinear, it requires the controller to be insensitive to the nonlinear term. To achieve this objective, the model is developed by well known T-S fuzzy model. The design algorithm of inner state-feedback loop is regional pole-placement. In this paper, regions, for which poles of the inner state feedback loop are lie in, are formulated by LMI's. By solving these LMI's, we can obtain the state feedback gains for T-S fuzzy system. And this paper shows that the PI controller is equivalent to the state feedback and the cost function for reference tracking is equivalent to the LQ(linear quadratic) cost. By using these properties, it is also shown in this paper that the PI controller can be obtained by solving the LQ problem.

비선형 제어 시스템의 샘플치 퍼지 추적 제어 (Sampled-data Fuzzy Tracking Control of Nonlinear Control Systems)

  • 김한솔;박진배;주영훈
    • 전기학회논문지
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    • 제66권1호
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    • pp.159-164
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    • 2017
  • In this paper, we propose a method of designing the sampled-data tracking controller for nonlinear systems expressed by the Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model. A sufficient condition that asymptotically stabilizes the state error between the linear reference model and the T-S fuzzy model is derived in terms of linear matrix inequalities. To this end, error dynamics are constructed, and the exact discretization method and the Lyapunov stability theory are employed in this paper. Finally, we validate the proposed method through the simulation example.

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.

강인 지능형 디지털 재설계 방안 연구 (Robust Intelligent Digital Redesign)

  • 성화창;주영훈;박진배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.220-222
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    • 2006
  • This paper presents intelligent digital redesign method of global approach for hybrid state space fuzzy-model-based controllers. For effectiveness and stabilization of continuous-time uncertain nonlinear systems under discrete-time controller, Takagi-Sugeno(TS) fuzzy model is used to represent the complex system. And global approach design problems viewed as a convex optimization problem that we minimize the error of the norm bounds between nonlinearly interpolated lineal operators to be matched. Also, by using the bilinear and inverse bilinear approximation method, we analyzed nonlinear system's uncertain parts more precisely. When a sampling period is sufficiently small, the conversion of a continuous-time structured uncertain nonlinear system to an equivalent discrete-time system have proper reason. Sufficiently conditions for the global state-matching of the digitally controlled system are formulated in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Finally, a T-S fuzzy model for the chaotic Lorentz system is used as an example to guarantee the stability and effectiveness of the proposed method.

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불완전한 전반부 정합 하에서의 이산 T-S 퍼지 모델에 대한 완화된 안정화 조건 (A Relaxed Stabilization Condition for Discrete T-S Fuzzy Model under Imperfect Premise Matching)

  • 임현준;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.59-64
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    • 2017
  • 본 논문은 이산 Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 모델의 제어기 설계 시 시스템과 제어기가 상이한 소속 함수를 가지는 불완전한 전반부 정합 하에서의 제어기 설계에 대해 다룬다. 이산 T-S 퍼지 모델의 안정화 조건을 구할 때, 단일 Lyapunov 함수를 이용하여 구한 기존의 보수적인 안정화 조건보다 완화된 안정화 조건을 구하기 위해 퍼지 Lyapunov 함수를 고려한다. 퍼지 Lyapunov 함수를 이용하여 선형 행렬 부등식 기반의 완화된 안정화 조건을 구하고 시뮬레이션을 통해 제안한 방법의 타당성을 검증한다.

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.

화력발전소 과열기의 증기온도 제어를 위한 퍼지 제어기 설계 (Fuzzy Controller Design for Steam Temperature Control of Power Plant Superheater)

  • 이돈구;이상혁;김주식;유정용
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.80-86
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    • 2002
  • 본 논문에서는 쌍선형 시스템으로 표현되는 화력발전소 과열기에 대한 퍼지 제어기법을 제안한다. 증기온도를 제어하기 위하여 쌍선형 관측기로부터 얻어진 추정값과 기준값의 오차면적과 시간 변화율을 고려하여 입력변수를 구성하고, T. Takagi와 M. Sugeno의 퍼지모델을 기반으로 제어규칙을 추론하였다. 제안된 방법의 유용성은 컴퓨터 시뮬레이션 결과에 의해서 검증하였다.