Abstract
This paper presents stabilization and position control of the Inverted-Pendulum system with cart by using Evolution Strategies that is one of the Evolutionary Computation and is effective in searching real number. The control input of the Inverted-Pendulum is the element of chromosome corresponding to the divided space of Inverted-Pendulum state variable x, x, 0, 0 . In general, the larger the length of the chromosome is, the longer the time of evolution to search optimal solution is. So in this paper, we propose a scheme that reduce the state space by half by taking the method, that is, converting only the sign of the control input without obtaining separately for the symmetrical sections of the Inverted-Pendulum to improve the speed of Evolution, and improved the efficiency of the entire system in addition to the improvement of the chromosome's evolution time by carrying out the chromosome's evolutional process by two steps one of which is that cart is positioned near the control point and the other cart is positioned far from that point. We propose another method that is Neural Network-Evolution StrategiedNN-ES) Controller. We verify the effectiveness of the proposed control scheme by computer simulations.
본 논문은 진화연산 중 실수값 탐색에 유리한 진화전략(Evolution Strategies)을 이용하여 대표적인 비선형 시스템인 도립전자(Inverted Pendulum)의 안정화 및 위치제어를 실현한다. 도립진자의 제어입력은 진자의 상태변수 x, $, $, $ 의공간을 나누어 그 공간에해당되는 염색체의 원소가 된다. 일바적으로 염색체의 길이가 길어지면 최적의해를 탐색하기 위한 진화시간은 길어진다. 따라서 본 논문에서는 진화속도를 개선하기 위하여, 서로 대칭이 되는 진자의 구간에 대해서는 제어입력을 따로 구하지 않고 그 제어입력의 부호만 바꾸어 주는 방식을 채용하여 상태공간을 반으로 줄이는 방법을 제안하였으며, 진자의 수레가 제어 목표점에서 멀리 떨어져 있는 경우와 가까이 있는 경우로 나누어, 염색체의 진화과정을 2단계에 걸쳐 수행하게 함으로써 염색체의 진화속도의 개선은 몰룬 시스템 전체의 성능을 향상시켰다. 또 하나의 방법으로 신경회로망과 진화전략을 융합한 방법을 제안하고, 제안한 제어방식은 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 그 유효성을 확인한다.
