모델 불확실성을 가진 비동기 순차 머신의 모델 정합 포함을 위한 상태 피드백 제어

State Feedback Control for Model Matching Inclusion of Asynchronous Sequential Machines with Model Uncertainty

  • 양정민 (대구가톨릭대학교 전자공학과) ;
  • 박용국 (대구가톨릭대학교 기계자동차공학부)
  • Yang, Jung-Min (Department of Electrica1 Engineering, Catholic University of Daegu) ;
  • Park, Yong-Kuk (School of Mechanica1 and Automotive Engineering, Catho1ic University of Daegu)
  • 투고 : 2009.08.12
  • 심사 : 2010.07.08
  • 발행 : 2010.07.25

초록

유한 상태 머신으로 표현되는 비동기 머신의 안정 상태 동작은 피드백 제어를 통해서 원하는 목적에 맞게 교정될 수 있다. 본 논문에서는 불확실한 상태 천이를 가지는 입력/상태 비동기 머신을 위한 상태 피드백 제어기를 제안한다. 비동기 머신은 결정적인 동작 특성을 가지고 있으나 모델 불확실성, 내부 고장 등으로 인해서 일부 영역의 상태 천이 함수가 불확실하다. 교정 제어의 목적은 불확실한 상태 천이를 고려하면서 머신의 폐루프 동작이 주어진 정상적인 모델 동작의 부분 집합이 되도록하는 일이다. 또 제어기는 실제 교정 동작을 수행하면서 획득하는 머신의 정확한 상태 천이를 그 다음 제어 동작에 반영한다. 즉 학습을 통해서 폐루프 시스템이 이룰 수 있는 모델의 부분 동작의 범위가 더 확대된다. 사례 연구를 제안된 제어기의 설계 과정을 예시한다.

Stable-state behaviors of asynchronous sequential machines represented as finite state machines can be corrected by feedback control schemes. In this paper, we propose a state feedback control scheme for input/state asynchronous machines with uncertain transitions. The considered asynchronous machine is deterministic, but its state transition function is partially known due to model uncertainty or inner logic errors. The control objective is to compensate the behavior of the closed-loop system so that it matches a sub-behavior of a prescribed model despite uncertain transitions. Furthermore, during the execution of corrective action, the controller reflects the exact knowledge of transitions into the next step, i.e., the range of the behavior of the closed-loop system can be enlarged through learning. The design procedure for the proposed controller is described in a case study.

키워드

과제정보

연구 과제 주관 기관 : 대구가톨릭대학교

참고문헌

  1. N. Nishimura, "Efficient asynchronous simulation of a class of synchronous parallel algorithms," Journal of Computer and System Sciences, vol. 50, no. 1, pp. 98-113, 1995. https://doi.org/10.1006/jcss.1995.1010
  2. S. M. Nowick, M. E. Dean, D. L. Dill, and M. Horowitz, "The design of a high-performance cache controller: a case study in asynchronous synthesis," in Proceedings of the 26th Hawaii International Conference on System Sciences, pp. 419-427, 1993.
  3. T. E. Murphy, X. Geng, and J. Hammer, "On the control of asynchronous machines with races," IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 48, no. 6, pp. 1073-1081, 2003. https://doi.org/10.1109/TAC.2003.812814
  4. N. Venkatraman and J. Hammer, "On the control of asynchronous sequential machines with infinite cycles," International Journal of Control, vol. 79, no. 7, pp. 764-785, 2006. https://doi.org/10.1080/00207170600665022
  5. J.-M. Yang and J. Hammer, "State feedback control of asynchronous sequential machines with adversarial inputs," International Journal of Control, vol. 81, no. 12, pp. 1910-1929, 2008. https://doi.org/10.1080/00207170801930225
  6. R. G. Useinov, "Analytical model of radiation induced or single event latchup in CMOS integrated circuits," IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 53, no. 4, pp. 1834-1838, 2006. https://doi.org/10.1109/TNS.2006.878820
  7. M. D. Dibenedetto, A. Sangiovanni-Vincentelli and T. Villa, "Model matching for finite-state machines," IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 46, no. 11, pp. 1726-1743, 2001. https://doi.org/10.1109/9.964683
  8. 양정민, "불확실한 상태 천이를 가진 입력/상태 비동기 머신을 위한 견실 제어," 전자공학회논문지, 제46권 SC 제4호, pp. 39-48, 2009.
  9. G. Barrett and S. Lafortune, "Bisimulation, the supervisory control problem, and strong model matching for finite state machines," Discrete Event Dynamic Systems: Theory and Applications, vol. 8, no. 4, pp. 377-429, 1998. https://doi.org/10.1023/A:1008301317459