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실험적 데이터 기반의 컨테이너 크레인 파라미터 추정 및 제어

Experimental Data based-Parameter Estimation and Control for Container Crane

  • 이윤형 (한국항만연수원 부산연수원) ;
  • 진강규 (한국해양대학교 컴퓨터.제어.전자통신공학부) ;
  • 소명옥 (한국해양대학교 선박전자기계공학부)
  • Lee, Yun-Hyung (Korea Port Training Institute) ;
  • Jin, Gang-Gyoo (Division of Computer, Control and Electronic Communications Engineering, Korea Maritime University) ;
  • So, Myung-Ok (Division of Mechatronics Engineering, Korea Maritime University)
  • 발행 : 2008.06.30

초록

컨테이너 크레인의 수학적 모델 정확도는 모델 내부 파라미터 값의 정확도에 의해 결정되나, 기술적 혹은 환경적인 문제로 내부 파라미터의 정확한 값을 알지 못하는 경우가 발생하기도 한다. 이 경우에는 시스템의 입 출력 데이터에 근거하여 모델의 파라미터를 추정해야 하는데, 본 논문에서는 입 출력 데이터와 RCGA가 결합된 모델조정기법을 이용하여 모형 컨테이너 크레인 선형모델의 파라미터를 추정하는 방법을 보인다. 또한, 이렇게 추정한 모델에 또 다른 RCGA를 적용하여 제어에 필요한 이득행렬을 탐색한다. 제안하는 파라미터 추정법과 제어기법은 컨테이너 크레인의 모형실험장치에 적용하고, 실험을 실시하여 그 유효성을 검증한다.

In this paper, we presents a scheme for the parameter estimation and optimal control scheme for apparatus of container crane system. For parameter estimation, first, we construct the open loop of the container crane system and estimate its parameters based on input-output data, a real-coded genetic algorithm(RCGA) and the model adjustment technique. The RCGA plays an important role in parameter estimation as an adaptive mechanism. For controller design, state feedback gain matrix is searched by another RCGA and the estimated model. The performance of the proposed methods are demonstrated through a set of simulation and experiments of the experimental apparatus.

키워드

참고문헌

  1. 소명옥, 유희한, 박재식, 남택근, 최재준, 이병찬(2003), "퍼지제어 기법을 이용한 컨테이너 크레인의 제어기 설계" 한국박용기관학회지, Vol. 27, No. 6, pp. 759-766
  2. 손정기, 최재준, 소명옥, 남택근, 권순재(2002), "LQ 제어 기법을 이용한 컨테이너 크레인의 제어기 설계", 한국박용기관학회지, Vol. 26, No. 5, pp. 544-553
  3. 이윤형(2007), "컨테이너 크레인을 위한 RCGA 기반의 퍼지제어기", 한국해양대학교 공학박사학위논문, pp. 47-52
  4. 진강규(2004), "유전알고리즘과 그 응용", 교우사
  5. 홍금식, 손성철, 이만형(1997), "컨테이너 크레인의 흔들림 제어 (Part I): 모델링, 제어전략, 기준선도를 통한 오차 피드백 제어". 제어.자동화.시스템공학 논문지, Vol. 3, No. 1, pp. 23-31
  6. Grefenstette, J. J.(1986), "Optimization of Control Parameters for Genetic Algorithms," IEEE Trans. Syst., Man, Cybern., Vol. SMC-16, No. 1, pp. 122-128
  7. Mathew, A. V. and Fairman, F. W. (1974), "Transfer Function Matrix Identification", IEEE Trans. Circuit and Systems, Vol. CAS-21, No. 5, pp. 584-588
  8. Sagara, S., Yang, Z., and Wada, K. (1991), "Identification of Continuous Systems Using Digital Low-pass Filters", Int. J. Syst. Sci., Vol. 22, No. 7, pp. 1159-1176 https://doi.org/10.1080/00207729108910693
  9. Shirai, J., Hirasawa, H., Fujiwara, K., Noritsugu, T., Wada, T., Takehara, T., Fujiwara, K., and Kiuchi, H.(1993), "コンテナクレ-ンの振れ止め制御技術の實用化", 日本機械學會論文集, 59卷(C編) 561号, pp. 1443-1447