본 논문에서는 구조화된 어파인(affine) 파라미터 불확실성을 가지는 시변 선형시스템과 구조적 불확실성을 가지는 상태궤환 제어기에 대한 견실 비약성 H∞ 제어기 설계방법을 다루었다. 또한 견실 비약성 H∞ 제어기가 존재할 충분조건, 제어기 설계방법 및 비약성을 만족하는 제어기의 꽉찬 집합(compact set)을 제시하였다. 이 때 제시한 조건은 변수치환과 슈어 여수(Schur complement)정리를 통하여 선형행렬부등식 (LMI : Linear Matrix Inequality)의 계수가 꽉찬 집합 내의 파라미터의 함수로 정의되는 파라미터화 선형 행렬부등식(PLMls: parameterized Linear Matrix Inequalities)으로 표현되므로 분리 볼록개념 (separated convexity concepts)에 기초한 완화기법을 이용하여 유한개의 LMI로 변환하였다. 그리고 본론문에서 제시한 견실 비약성 H∞ 제어기가 제어기이득의 변화에도 불구하고 폐루프시스템의 점근적 안정성 (asymptotic stability)과 외란감쇠 성능을 보장함을 보였다.
본 논문에서는 추정 분산 제약을 갖는 비선형 이산시간에 대한 최적의 퍼지 필터에 대한 내용을 다루고자 한다. 필터를 설계할 때, 추정오차의 분산값은 필터의 성능이 결정하는 변수중 하나다. 이런 분산값에 더욱 강인한 필터를 설계하고자, 분산 제약 조건을 주어 필터를 설계하고자 한다. 먼저, 비선형 모델을 Tagaki-Sugeno 퍼지 모델을 이용하여 선형 모델로 변형한 후, 이 모델을 기반으로 선형 필터를 디자인한다. 이때 필터설계 과정 중 필터의 각 파라미터값을 구하기 위해 상태 추정오차 값은 평균제곱에 제한되며, 상태오차의 정상상태 분산값은 각각의 미리 정한 상한 제한 값 보다 작은 조건에서 필터를 설계하여 선형행렬부등식과 대수 이차 행렬부등식을 이용하여 파라미터값을 구한다. 이렇게 설계된 퍼지 필터는 트럭트레일러 시뮬레이션을 통해 설계 과정과 성능을 보여준다.
본 논문에서는 수상 및 수중운동체의 안정성 및 안정화기법에 관해 고찰한다. 선박이 운동을 하게 되면 부가질량이 변하게 되고 대칭인 시스템행렬이 비대칭이 된다. 비대칭성에 따라 시스템의 안정성해석방법도 달라지는데 예를 들어 가속도 피드백을 통해 비대칭요소를 제거하여 대칭으로 변환시키는 것이 가장 대표적인 해석 및 안정화 기법이다. 시스템 모델자체는 어디까지나 모델이기 때문에 대상시스템을 명확하게 수식으로 표현할 수 없으므로 피드백에 의한 비대칭요소를 소거시키는 방법은 타당하지 못하다. 따라서 본 논문에서는 대칭행렬이 비대칭행렬로 변하는 제약에 구애받지 않는, 보다 일반성을 갖는 안정성해석법을 제안하였다. 그리고 시스템 안정성 조건을 행렬부등식으로 변환하여 나타내었다. 이것은 안정성 해석 및 안정화를 위한 제어이득을 효율적으로 계산할 수 있는 방법으로 다양한 제약조건에도 유연하게 대응할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 유효성을 검증하였다.
본 논문에서는 선형행렬 부등식을 이용한 TS 퍼지 분류기 설계 방법을 제안한다. TS 퍼지 분류기를 설계하기 위해 퍼지규칙의 후반부 파라메터가 분류기의 성능을 최대로 하도록 동정되어야 한다. 이러한 동정 문제를 해결하기 위해 볼록 최적화 기법이 사용되었다. 후반부 파라메터 동정 문제는 볼록 최적화 문제로 변환되며, 선형행렬 부등식으로 표현된다. 선형행렬 부등식으로 표현된 볼록 최적화 문제는 일반 고유값 문제로 근사화 되며, 일반 고유값 문제를 최적화함으로써 최소의 분류 에러를 가지는 최적의 후반부 파라메터가 결정된다. 제안된 분류기의 성능을 평가하기 위해 IRIS 데이터와 Wisconsin Breast Cancer Database 데이터에 대한 분류기의 성능을 모의 실험을 통해 확인하였다. 마지막으로, 모의 실험 결과 제안된 TS 퍼지 분류기의 성능의 우수성을 확인할 수 있었다.
This paper addresses the robust fault tolerant controller design problems of static output systems with disturbance. The fault is expressed by the abrupt chattering of system parameters. The design conditions are derived in terms of linear matrix inequalities and linear matrix equalities. An illustrative example is provided to verify performances of the proposed controller.
This paper deals with the problem of designing a linear sliding surface design for a class of uncertain systems with mismatched unstructured uncertainties. The uncertain system under consideration may have mismatched parameter uncertainties in the state matrix as well as in the input matrix. In terms of linear matrix inequalities (LMIs), we give a sufficient condition for the existence of linear sliding surfaces guaranteeing the asymptotic stability of the sliding mode dynamics. We show that our LMI condition can be less conservative than the existing conditions and our result supplement the existing results. Finally, we give a numerical example showing that our method can be better than the previous results.
This paper concerns the problem of global robust stability of a time-delay discontinuous system with a positive-defined connection matrix under polytopic-type uncertainty. In order to give the stability condition, we firstly address the existence of solution and equilibrium point based on the properties of M-matrix, Lyapunov-like approach and the theories of differential equations with discontinuous right-hand side as introduced by Filippov. Second, we give the delay-independent and delay-dependent stability condition in terms of linear matrix inequalities (LMIs), and based on Lyapunov function and the properties of the convex sets. One numerical example demonstrate the validity of the proposed criteria.
In this paper, the authors propose a new approach to the control problem of marine vessels that are moored or controlled by actuators. The vessel control system is basically based on Dynamic Positioning System (DPS) technology. The main object of this paper is to obtain a more useful control design method for DPS. In this problem, the control allocation is a complication. For this problem, many results have been given and verified by other researchers using a two-step process, with the controller and control allocation design processes carried out individually. In this paper, the authors provide a more sophisticated design solution for this issue. The authors propose a new design method in which the controller design and control allocation problems are considered and solved simultaneously. In other words, the system stability, control performance, and allocation problem are unified by an LMI (linear matrix inequality) based on control theory. The usefulness of the proposed approach is verified by a simulation using a supply vessel model.
This paper presents a consensus algorithm for uMAS (uncertain Multi-Agent Systems). Unlike previous results in which only nominal models for agents are considered, it is assumed that the uncertain agent model belongs to a known polytope set. In the middle of deriving the proposed algorithm, a convex set is found which includes all uncertainties in the problem using convexity of the polytope set. This set plays an important role in designing the consensus algorithm for uMAS. Based on the set, a consensus condition for uMAS is proposed and the corresponding consensus design problem is solved using LMI (Linear Matrix Inequality). Simulation result shows that the proposed consensus algorithm successfully leads to consensus of the state of uMAS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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