• 제목/요약/키워드: Uncertainty Bound

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2차의 리아프노프 함수에 의한 유연 조인트 로봇의 비선형 견실제어기 설계 (Nonlinear robust control design with quadratic Lyapunov function for robots with joint elasticity)

  • 김동환;이교일
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.573-576
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    • 1996
  • We propose robust control scheme for flexible joint manipulator in the presence of nonlinearity and mismatched uncertainty. The control is designed based on Lyapunov approach. The robust control which is based on the computed torque scheme and state transformation via implanted control is introduced. The design procedure starts with the construction of linearized subsystems via the computed torque method and then uses state transformation. With this approach we do not impose an upper-bound constraint on the inertia matrix in case it is known. Thus, this control can be applied to arbitrary manipulators. The resulting robust control guarantees practical stability for both the transformed system and the original system. The transformation is only based on the possible bound of uncertainty.

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Nonlinear Backstepping Control of SynRM Drive Systems Using Reformed Recurrent Hermite Polynomial Neural Networks with Adaptive Law and Error Estimated Law

  • Ting, Jung-Chu;Chen, Der-Fa
    • Journal of Power Electronics
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    • 제18권5호
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    • pp.1380-1397
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    • 2018
  • The synchronous reluctance motor (SynRM) servo-drive system has highly nonlinear uncertainties owing to a convex construction effect. It is difficult for the linear control method to achieve good performance for the SynRM drive system. The nonlinear backstepping control system using upper bound with switching function is proposed to inhibit uncertainty action for controlling the SynRM drive system. However, this method uses a large upper bound with a switching function, which results in a large chattering. In order to reduce this chattering, a nonlinear backstepping control system using an adaptive law is proposed to estimate the lumped uncertainty. Since this method uses an adaptive law, it cannot achiever satisfactory performance. Therefore, a nonlinear backstepping control system using a reformed recurrent Hermite polynomial neural network with an adaptive law and an error estimated law is proposed to estimate the lumped uncertainty and to compensate the estimated error in order to enhance the robustness of the SynRM drive system. Further, the reformed recurrent Hermite polynomial neural network with two learning rates is derived according to an increment type Lyapunov function to speed-up the parameter convergence. Finally, some experimental results and a comparative analysis are presented to verify that the proposed control system has better control performance for controlling SynRM drive systems.

로보트 매니퓰레이터의 강인한 하이브리드 제어 (Robust Hybrid Control for Robot Manipulators)

  • 구근모;명현;김종환
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1992년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.344-346
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    • 1992
  • In this paper a robust hybrid control algorithm for n-link nonredundant robot manipulators is proposed. This scheme includes an estimation law for the upper bound on the uncertainty such that robust control input is updated as a function of the estimated upper bound. The uniform ultimate boundedness of the tracking error is generated by the Lyapunov based theory.

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조도계수와 유량의 불확실성이 홍수범람도 구축에 미치는 영향 (The Effect of Uncertainty in Roughness and Discharge on Flood Inundation Mapping)

  • 정영훈;여규동;김수영;이승오
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.937-945
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    • 2013
  • 홍수범람도의 정확성은 입력자료, 모형변수, 모델접근방법 등을 포함한 전반적인 구축과정에 포함된 모든 변수들로부터 전달되는 불확실성에 의해 결정된다. 본 연구의 목적은 미국 Missouri주 Boonville시에 위치한 Missouri 강에 대한 홍수범람도 구축과정에서 모델 변수들 가운데 주 요소 (흐름조건, 조도계수)로부터 발생하는 불확실성을 조사하는 것이다. 본 연구를 수행하기 위하여 홍수범람면적의 불확실성 구간을 정량화하기 위한 GLUE (generalized likelihood uncertainty estimation)를 이용하였다. GLUE 수행과정에서 불확실성 구간은 두 개의 우도함수를 선택함으로 산정되었는데 선택된 우도함수는 제곱오차 합의 역 (1/SSE)과 절대오차 합의 역 (1/SAE)이다. GLUE의 결과는 제곱오차 합의 역에 의한 우도측정이 절대오차 합의 역에 의한 우도측정보다 관측 자료에 더 민감하였고, 두 개의 변수에 포함된 불확실성은 관측 자료의 약 2 %에 해당하는 홍수범람면적의 불확실성 구간에 전달되었다. 이러한 결과를 토대로, 본 연구는 홍수의 특성을 알아내는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

홍수범람도 불확실성 해석을 위한 인공위성사진의 활용 (The Use of Satellite Image for Uncertainty Analysis in Flood Inundation Mapping)

  • 정영훈;류광현;이충성;이승오
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.549-557
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    • 2013
  • 정밀한 홍수 범람도는 홍수의 공간적 특성에 대한 정보를 의사 결정자나 설계자들에게 전달할 수 있다. 수리모형을 이용하여 홍수 범람도를 구축하는 과정에서 확실하게 정의되거나 측정되지 않은 조도계수와 수위유량관계식으로부터 얻은 유량은 불확실성을 일으키는 핵심 요인들이다. 또한, 홍수 범람도에 대한 불확실성 해석을 위해서는 관측 자료가 필요한데, 홍수 범람의 관측 자료는 인공위성영상을 이용하여 확보할 수가 있다. 따라서 본 연구의 목적은 수리모형과 인공위성자료를 이용하여 조도계수와 유량이 홍수범람도 제작에서 일으키는 불확실성을 정량적으로 산정하는 것이다. 미국 Illinois주 Metropolis시 주위의 Ohio 강에 대하여 HEC-RAS과 지형분석을 이용하여 홍수 범람를 모의하고 ISODATA(Iterative Self-Organizing Data Analysis)분류 방법으로 Landsat 5TM 위성 영상으로부터 수체를 추출하였다. 추출된 수체는 GLUE(Generalized Likelihood Uncertainty Estimation)에서 우도측정(F-통계량)을 계산하는데 관측 자료로 이용되었다. GLUE는 누적확률 5 %와 95 %에 각각 해당하는 74.59 $km^2$와 151.95 $km^2$의 홍수범람면적을 산정했다. 홍수 범람도 구축과정에서 발생하는 불확실성을 정량적으로 산정하는 것은 효율적인 홍수방어 계획을 실현화하는데 중요한 역할을 할 거라 사료된다.

원료채집기의 제어: 모델링, 계수추정, 견실한 스미스 예측기의 설계 (Reclaimer Control: Modeling , Parameter Estimation, and a Robust Smith Predictor Design)

  • 김성훈;홍금식;강동헌
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제5권8호
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    • pp.923-931
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    • 1999
  • In this paper, a modeling and a robust time-delay control for the reclaimer are investigated. Supplying the same amount of a raw material throughout the reclamation process from the raw yard to a sinter plant is important to keep the quality of the molten steel uniform in blast furnaces. As the actual parameter values of the reclaimer are not available, the boom rotational dynamics are modeled as a second order differential equation with unknown coefficients. The unknown parameters in the nominal model are estimated using a recursive estimation method. Another important factor in the control design of the reclaimer is the large time-delay in output measurement. Assuming a multiplicative uncertainty, that accounts for both the unstructured uncertainty neglected in the modeling and the structured uncertainty contained in the parameter estimation, a robust Smith predictor is designed. A robust stability criterion for the multiplicative uncertainty is also derived. Following the work of Goodwin et al. [4], a quantifying procedure of the multiplicative uncertainty bound, through experiments , is described. Experimental and simulation results are provided.

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조도계수와 유량의 불확실성을 고려한 청미천 유역의 홍수위 해석 (Flood stage analysis considering the uncertainty of roughness coefficients and discharge for Cheongmicheon watershed)

  • 신샛별;박지훈;송정헌;강문성
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제50권10호
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    • pp.661-671
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 하천의 조도계수와 유량의 불확실성을 고려하여, 부정류 흐름에서 홍수위 해석에 미치는 영향을 정량적으로 분석하는 데 있다. 본 연구에서는 GLUE (Generalized Likelihood Uncertainty Estimation) 기법을 적용하여 조도계수와 유량의 불확실성이 홍수위 해석에 미치는 영향을 분석하고, 강우사상의 크기와 불확실성과의 관계를 분석하였다. 조도계수의 불확실성은 하천기본계획을 참고하여 0.025~0.040의 범위에서 분석하였다. 유량의 불확실성은 수위 h일 때의 유량을 Q라고 할 때, $Q=A(h-B)^C$로 표현되는 수위-유량관계식의 회귀계수 A, B, C를 통해 분석하였다. 수위-유량관계식의 회귀계수를 비선형 회귀분석을 통해 추정하였으며, 회귀계수는 t 분포를 가정하여 95% 신뢰도로 상한과 하한의 범위를 산정하였다. 산정된 회귀계수의 범위는 A는 5.138~18.442, B는 -0.524~0.104, C는 2.427~2.924로 산정되었다. 범위 내에서 10,000개의 매개변수 세트를 추출하여 HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center's River Analysis System)에 적용하여 Monte Carlo 모의를 수행하였다. 강우사상 1~3에서 모의된 홍수위의 95% 신뢰구간의 평균적인 범위는 각각 0.39 m, 0.83 m, 0.96 m이며, 첨두 홍수위가 발생했을 때의 범위는 각각 0.52 m, 1.36 m, 1.75 m로 산정되었다. 또한 이천관측소의 1986~2015년의 일 강우에 대한 빈도해석을 수행하였으며, 수행 결과 GEV (Generalized Extreme Vlaue) 분포일 때 강우사상 1~3의 재현기간은 각각 1년, 10년, 25년 빈도에 해당되었다. 본 연구를 통해 강우사상의 크기와 불확실성의 관계를 분석하였으며, 향후 다양한 강우사상에 적용하여 검증한다면 홍수위의 불확실성을 예측하여, 하천관리 등을 위한 구조물의 계획 및 설계 시 의사 결정에 실질적인 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

모델 불확실성을 가지는 로봇 시스템을 위한 지능형 슬라이딩 모드 제어 (Intelligent Sliding Mode Control for Robots Systems with Model Uncertainties)

  • 유성진;최윤호;박진배
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.1014-1021
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    • 2008
  • This paper proposes an intelligent sliding mode control method for robotic systems with the unknown bound of model uncertainties. In our control structure, the unknown bound of model uncertainties is used as the gain of the sliding controller. Then, we employ the function approximation technique to estimate the unknown nonlinear function including the width of boundary layer and the uncertainty bound of robotic systems. The adaptation laws for all parameters of the self-recurrent wavelet neural network and those for the reconstruction error compensator are derived from the Lyapunov stability theorem, which are used for an on-line control of robotic systems with model uncertainties and external disturbances. Accordingly, the proposed method can not only overcome the chattering phenomenon in the control effort but also have the robustness regardless of model uncertainties and external disturbances. Finally, simulation results for the five-link biped robot are included to illustrate the effectiveness of the proposed method.

불확실성의 경계를 추정하는 로봇 매니퓰레이터의 적응견실제어기 설계 및 실험 (Adaptive Robust Control for Robot Manipulator with the Uncertain Bound Estimation and Implementation)

  • 한명철;하인철
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.312-316
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    • 2004
  • In this paper, it is presented an adaptive robust control system to implement real-time control of a robot manipulator. There are Quantitative or qualitative differences between a real robot manipulator and a robot modeling. In order to compensate these differences, uncertain factors are added to a robot modeling. The uncertain factors come from imperfect knowledge of system parameters, payload change, friction, external disturbance, etc. Also, uncertainty is often nonlinear and time-varying. In the proceeding work, we proposed a class of robust control of a robot manipulator and provided the stability analysis. In the work, we propose a class of adaptive robust control of robot manipulator with bound estimation. Through experiments, the proposed adaptive robust control scheme is proved to be an efficient control technique for real-time control of a robot system using DSP.