• 제목/요약/키워드: $H_{\infty}$ 최적제어

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Lagrange 승산자 방법을 이용한$H^{\infty}$최적제어 ($H^{\infty}$ Optomal Control Using the Lagrange Multiplier Method)

  • 전재완;윤한오;박홍배;김수중
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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    • pp.40-45
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    • 1991
  • This paper deals with the design of feedback controllers which minimize the $H^{\infty}$-norm of the weighted sensitivity function. Using the Lagrange multiplier method and the Nevanlinna-Pick interpolation theory, an algorithm which stabilizes a plant and makes the output to track the reference signal is proposed..

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이산시간 시스템에서 (J,J')-lossless 분해와 $H^{\infty}$ 제어 ((J,J')-lossless factorization and $H^{\infty}$ control in discrete-time systems)

  • 정은태;이재명;박홍배
    • 전자공학회논문지B
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    • 제31B권5호
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    • pp.65-72
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    • 1994
  • 이산시간 시스템에서 선형분수변환(LPT : linear fractional transformation)으로 표현된 $H^{\infty}$ 제어문제를 체인스케터링표현(CSD : chain scattering description)으로 나타내어 (J,J')-ossless 소인수분해를 이용하여 준최적 $H^{\infty}$ 제어문제를 해결하였다. LFT를 CSD형태로 변환하기 위해서는 표준플랜트의 $P_{21}$의 역행렬이 존재하여야 한다. 본 논문에서는 $P_{21}$의 역행렬이 존재하지 않는 4-블럭문제에서도 LFT를 CSD로 변환하는 방법을 제시하고 이렇게 변환된 행렬을 (J,J')-lossless 소인수분해함으로서 모든 준최적 $H^{\infty}$ 제어기를 매개변수화하였다. 또한 제안한 방법은 단지 두개의 리카티 방정식을 풀므로서 이산시간 시스템의 준최적 $H^{\infty}$ 제어문제를 해결할 수 있음을 보였다.

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가중함수의 주파수 영역 해석에 따른 $H_\infty$ 최적 제어기 구성 ($H_\infty$ Optimal Controller Synthesis by the Frequency Domain Analysis of Weighting Function)

  • 김용규;류창근
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제37권2호
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    • pp.8-15
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    • 2000
  • 본 연구는 가중함수의 주파수 영역 해석에 의한 H∞ 최적 제어기를 설계하고 이를 대상 시스템에 적용하여 해석하였다. 이는 가중함수와 개 루프 전달함수에서 견실성을 만족하는 영역과 매개변수 γ의 최적 값이 존재하는 영역을 도시하고 H∞ 최적 제어기를 구성하기 위한 알고리즘을 간략화 시킬 수 있다. 또한 제안된 방법에 의해 설계된 제어기는 플랜트 불확실성의 변화에도 불구하고 어떠한 동작점에서도 원하는 사양과 성능을 만족하였다.

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최적 위성추적 안테나 $H{\infty}$ 제어 시스템의 설계에 관한 연구 (A Study on Design of Optimal Satellite-Tracking Antenna $H{\infty}$ Control System)

  • 김동원;김호성;황현준
    • 전기전자학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.19-30
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    • 1997
  • 인공위성 추적 안테나 제어 시스템은 로테이터에 해당하는 DC 서보모터에 의해 안테나의 방위각 및 앙각을 제어함으로써 인공위성의 현재 위치를 추적하고자 하는 시스템이다. 한편 제어 시스템의 설계를 위한 위성추적 시스템의 선형모델은 일반적인 DC 서보모터의 위치 제어 시스템과는 달리 바람에 의한 토오크 외란과 베어링 및 공기역학적 마찰로 인한 전달함수의 파라메타 변동이 존재하므로 이러한 시스템의 불확실성에도 불구하고 만족스러운 명령추종성를 가지는 강인한 제어 시스템의 설계가 요구된다. 본 연구에서는 유전 알고리즘을 사용하여 복잡한 최적화의 과정없이 가중치 함수와 설계 파라메타 ${\gamma}$를 동시에 최적화함으로써 시스템의 파라메타 변동에 대한 강인한 안정성과 기준모델에 따른 최적의 명령추종성을 가지는 위성추적 안테나 $H{\infty}$ 제어 시스템을 설계한다. 이를 위해 강인한 안정성을 가지는 해집단내에서 기준모델의 출력을 최적으로 추종하도록 유전 알고리즘을 사용하여 적절히 주어진 가중치 함수의 게인 및 동특성 파라메타와 설계 파라메타 ${\gamma}$를 동시에 최적화한다. 끝으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 설계된 위성추적 안테나 $H{\infty}$ 제어 시스템의 유용성을 확인한다.

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DSP를 이용한 편로드 유압서보시스템의 $H_{\infty}$ 최적제어 ([ $H_{\infty}$ ] Optimal Control for Single-Rod Hydraulic Servo-System with DSP)

  • 정규홍
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.515-520
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    • 2001
  • Due to the high power to weight ratio and fast response under heavy load, the hydraulic systems are still applied to the development of many industrial facilities such as heavy duty construction vehicles, aerospace/military weapon actuating systems and motion simulators. Unlike the other actuators, single-rod hydraulic cylinder exhibits a lot different dynamic characteristics between the extending and retracting stroke because of the difference in pressure acting areas. In this research, in order to overcome this nonlinear feature, $H_{\infty}$ optimal controller was designed and implemented with DSP board that was specifically developed for the experiment. From the experimental result, we could confirm that the overall performance of single-rod hydraulic servo system is similar with the results as we expected in the design stage.

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$H_\infty$ 최적제어기의 이산화 구현 (Digital Implementation of $H_\infty$ Optimal Controller)

  • 김광우;오도창;박홍배
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.471-476
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    • 1993
  • In this paper we proposed the digital implementation of an $H^{\infty}$-optimal controller using lifting technique and $H^{\infty}$-control theory. The discrete controller is obtained through iterative adjustment of sampling time and weighting function, which can ber performed by computing the L$_{2}$-induced input to output norm of the sampled-data system with bandlimited exogenous input. The resulting sampled-data bandlimited exogenous input. The resulting sampled-data system is stable and the performance including inter-sampling behaviour of the hybrid system can be also optimized.d.

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선박용 대형 디젤 기관의 강인 속도 제어기 설계 (Design of Robust Speed Controllers for Marine Diesel Engine)

  • 황순규;이영찬;김창화;정병건
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권6호
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    • pp.820-828
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    • 2011
  • 에너지 절약은 해상운송분야에서 이익을 내기 위한 가장 중요한 요인 중 하나이다. 연료 소비율을 낮추기 위해서는 가능한 한 선박의 추진효율을 높여야만 한다. 추진효율은 추진기관과 낮은 회전속도에서 더 좋은 효율을 갖는 프로펠러의 조합에 의존한다. 기관은 저속이 될수록 연료분사과정에서의 지연시간으로 인해 회전 토크 변동이 심해진다. 본 연구에서는 강인 제어이론을 적용하여 강인 안정성과 강인 성능을 고려한 기관 속도제어기들, 즉 준최적 $H_{\infty}$제어기, $H_{\infty}$루프-성형 제어기 및 ${\mu}$-제어기를 설계한다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과로부터 이들 3가지 제어기의 타당성을 검토한다.

$H_\infty$ 와 유전자 알고리즘을 이용한 PID 제어기루프의 외란제거 및 최적화 튜닝 (Disturbance Rejection and Optimal Tuning of PID Controller Using $H_\infty$ and Genetic Algorithms)

  • 김동화;조재훈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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    • pp.323-326
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    • 2003
  • 본 논문에서는 PID 제어기를 이용해 외란제거를 함은 물론 최적 제어가 될 수 있는 파라메터를 유전자 알고리즘을 통해 구하는 방법을 제안하였다. 외란제거를 위해 $H_\infty$-norm을 응용하여 제어시스템의 외란 제거 조건들을 제시하고 이 조건들을 만족하는 PID 제어기를 설계하였다. 설계된 PID제어기의 최적 파라메터를 구하기 위해 유전자 알고리즘을 이용하였고 최적 파라메터를 평가하기 위하여 ITSE(Integral of time weighted squared error)성능지수를 이용하였다. 위의 설계 기법들을 서보모터의 제어에 적용하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

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최적 다변수 $H_{\infty}$ 제어 시스템의 설계를 위한 GA의 적용 (Application of GA to Design on Optimal Multivariable $H_{\infty}$ Control System)

  • 황현준;김동완;정호성;박준호;황창선
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.257-266
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    • 1999
  • The aim of this paper is to suggest a design method of the optimal multivariable $H_{\infty}$ control system using genetic algorithm (GA). This $H_{\infty}$ control system is designed by applying GA to the optimal determination of weighting functions and design parameter $\gamma$ that are given by Glover-Doyle algorithm which can design $H_{\infty}$ controller in the state space. The first method to do this is that the gains of weighting functions and $\gamma$ are optimized simultaneously by GA with tournament method. And the second method is that not only the gains and $\gamma$ but also the dynamics of weighting functions are optimized at the same time by eA with roulette-wheel method. The effectiveness of this $H_{\infty}$ control system is verified by computer simulation.

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유전 알고리즘 기반의 강인한 성능을 가지는 모델추종형 보일러-터빈 H∞ 제어 시스템의 설계 (A Design of GA-Based Model-Following Boiler-Turbine H∞ Control System Having Robust Performance)

  • 황현준
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권1호
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    • pp.126-132
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    • 2012
  • 본 연구에서는 강인한 성능을 가지는 모델추종형 H${\infty}$ 제어기의 설계법을 제시한다. 이를 위해 강인한 성능을 보장하는 해집단내에서 기준모델의 출력을 최적으로 추종하도록 유전 알고리즘을 사용하여 가중치 함수와 설계 파라미터 ${\gamma}$를 동시에 최적화한다. 설계된 H${\infty}$ 제어기는 강인한 성능에 관한 필요충분조건식을 만족함은 물론 설계사양에 따른 만족스러운 응답특성을 가진다. 제시된 방법을 보일러-터빈 제어 시스템에 적용하여 그 유용성을 확인한다.