Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems (한국지능시스템학회논문지)

Korean Institute of Intelligent Systems (한국지능시스템학회)
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Fuzzy Modelling and Fuzzy Controller Design with Step Input Responses and GA for Nonlinear Systems

비선형 시스템의 계단 입력 응답과 GA를 이용한 퍼지 모델링과 퍼지 제어기 설계

  • Lee, Wonchang (Department of Electronics Engineering, Pukyon National University) ;
  • Kang, Geuntaek (Department of Electronics Engineering, Pukyon National University)
  • Received : 2016.12.12
  • Accepted : 2017.02.02
  • Published : 2017.02.25
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Abstract

For nonlinear control system design, there are many studies based on TSK fuzzy model. However, TSK fuzzy modelling needs nonlinear dynamic equations of the object system or a data set fully distributed in input-output space. This paper proposes an modelling technique using only step input response data. The technique uses also the genetic algorithm. The object systems in this paper are nonlinear to control input variable or output variable. In the case of nonlinear to control input, response data obtained with several step input values are used. In the case of nonlinear to output, step input response data and zero input response data are used. This paper also presents a fuzzy controller design technique from TSK fuzzy model. The effectiveness of the proposed techniques is verified with numerical examples.

비선형 시스템 제어에 TSK 퍼지 모델을 이용하는 연구가 많다. 그러나 비선형 시스템을 TSK 퍼지 모델로 표현하기 위해서는 대상 시스템의 비선형 동특성 방정식을 알고 있거나 시스템으로부터 실험으로 입출력 공간에 충분히 분포된 데이터를 얻을 수 있어야 한다. 본 논문에서는 비선형 시스템의 TSK 퍼지 모델링에 계단 입력 응답과 GA만을 이용하는 방법을 제안한다. 연구 대상인 시스템은 제어 입력에 비선형인 경우와 출력에 비선형인 두 경우로 하였다. 제어 입력에 비선형인 경우 여러 입력 값에 대한 계단 입력 응답 데이터들로 모델링 하며, 제어 입력에 비선형인 경우에는 계단 입력 응답 데이터와 제어 입력 값이 0인 경우 응답 데이터를 이용하여 모델링 한다. 또한 제안한 방법으로 구해진 TSK 퍼지 모델로부터 퍼지 제어기를 설계하는 방법도 제시한다. 제안한 방법들을 예제들에 적용하여 모의 실험한 결과 원하는 제어 결과를 얻을 수 있었다.

Keywords

References

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