• 제목/요약/키워드: $H_{\infty}$ 최적제어

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PID제어기루프의 외란제거 및 최적화 튜닝을 위한 면역 알고리즘 적용 (Disturbance Rejection and Optimal Tuning of PID Controller Using $H_\infty$ and Immune Algorithms)

  • 김동화;조재훈;이환
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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    • pp.319-322
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    • 2003
  • 본 논문에서는 PID제어기를 이용해 외란이 존재하는 이차 시스템을 제어하는 경우 외란 제거와 최적제어가 동시에 될 수 있는 PID 파라메터를 면역 알고리즘을 통해 구하였다. 지금까지 면역알고리즘을 적용한 최적화 문제에서는 외란이 존재하는 시스템에 대한 적용 사례가 매우 적었다. 그러므로 본 논문에서는 면역알고리즘이 외란이 존재하는 시스템에서 어떠한 성능을 가지는 알아보기 위하여 외란이 존재하는 이차 시스템에 적용하여 그 성능을 알아보았다. 외란제거를 위해 $H_\infty$-norm을 응용하여 제어시스템의 외란제거 조건들을 제시하고 이 조건들을 만족하는 PID 제어기를 설계하였다. 설계된 PID제어기의 최적 파라메터를 구하기 위해 면역 알고리즘을 적용하였고 최적 파라메터를 평가하기 위하여 ISE(integral of squared error)성능지수를 이용하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

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전기 기계 구동 시스템에 대한 H$\infty$ 최적 제어기 구성 (H$\infty$ Optimal Controller Synthesis for an electromechanical actuator system)

  • 김용규;유창근
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.1117-1120
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    • 1999
  • In this paper, we design the H$\infty$ optimal controller satisfying robust stability and performance in spite of the plant uncertainty for an electro-mechanical actuator system and analyze the controller in frequency domain. H$\infty$ optimal controller K was designed using iteration algorithm suggested by DOYLE. Using the controller in an electro-mechanical actuator system, the joint with very small coupling rigidity coefficient was used to vary the control parameter. The plant unstructured uncertainty was assumed to be a multiplicative type.

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강인한 성능을 가지는 모델추종형 $H_{\infty}$ 제어 시스템의 설계 (A Design on Model-Following $H_{\infty}$ Control System Having Robust Performance)

  • 황현준
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.913-921
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    • 2009
  • 본 연구에서는 강인한 성능을 가지는 해집단내에서 기준모델의 출력을 최적으로 추종하도록 유전 알고리즘을 사용하여 가중치 함수와 설계 파라메타 ${\gamma}$를 동시에 최적화함으로써, 강인한 성능에 관한 필요충분조건식을 만족함은 물론 설계사양에 따른 만족스러운 응답특성을 보이는 강인한 성능을 가지는 모델추종형 $H_{\infty}$ 제어기의 설계법을 제시하고 시뮬레이션을 통하여 그 유용성을 확인한다.

강인성 제어 시스템과 구조 시스템의 통합 최적 설계 (Combined Design of Robust Control System and Structure System)

  • 박중현
    • 동력기계공학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.38-43
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    • 2003
  • This paper proposes an optimum design problem of structural and control systems. taking a 3-D truss structure as an example. The structure is supposed to be subjected to initial static loads and time-varying disturbances. The structure is controlled by a state feedback $H_{\infty}$ controller to suppress the effect of the disturbances. The design variables are the cross sectional areas of truss members. The structural objective function is the structural weight. As the control objective, we consider two types of performance indices. The first function represents the effect of the initial loads. The second one is the norm of the feedback gain. These objective functions are in conflict with each other. Then, first, two control objective functions are transformed into one control objective by the weighting method. Next, the structural objective is treated as the constraint. By introducing the second control objective which considers the magnitude of the feedback gain, we can per limn the design which is robust in modeling errors.

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$H_{\infty}$ 최적제어 이론을 이용한 도립진자의 견실한 보상기 설계에 관한 연구 (A Study on the Robust Compensator of An Inverted Pendulum Using $H_{\infty}$ Optimal Control Theory)

  • 김대현;정규홍;이석재;이교일
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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    • pp.213-218
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    • 1991
  • A new model which contains the dynamics of the motor system and the kinematics of the timing belt system is derived for an inverted pendulum system in FAPA Lab. Generalized standard compensator configuration(SCC) which contains the variable design parameters Kl, K2, .., K5 is proposed so that any desired design specification can be achieved. The robust controller which has robust property against the influence of sensor noise, system parameter variation and model uncertainty is designed minimizing the H$_{\infty}$-norm of transfer function from exogenous input to controlled output. The method of solving the two Riccati equations in state space and determining the controller uses on iteration method where the unique stabilizing solution to two algebraic Riccati equation must be positive definite and the spectral radius of their product less than .gamma.$^{2}$. Some cases are derived by varying the design parameter for simulation on a digital computer and experimenting the H$_{\infty}$- controller on an analog computer. The design parameters of controller which satisfies the desired control specification is selected on the basis of the simulation result and experimenting. The reasonableness and validity of the simulation and the robustness of the controller is established.d.

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센서/액츄에이터 콜로케이션을 이용한 트러스 구조물에 대한 구조계와 제어계의 동시 최적설계 (Simultaneous Optimum Design of Structural and Control Systems for Truss Structure with Collocated Sensors and Actuators)

  • 타다유키오;박중현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권11호
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    • pp.133-138
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    • 1999
  • 3차원 트러스 구조물을 설계대상으로, 구조계와 제어계의 동시최적설계문제에 대하여 고찰하였다. 구조 설계에대한 최소중량설계와 제어 설계에대한 외란 억제문제를 설계목적으로 고려하였다. 그리고, 본연구의 유용성을 입증하기위한 수치 시뮬레이션의 결과를 기술하였다.

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태양광 시뮬레이터의 최적 제어기 설계 (Design of a Optimizing Controller for the Photovoltaic System Simulator)

  • 이윤;전영환;이종수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.234-235
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    • 2008
  • 본 논문은 계통연계형 태양광발전 시스템의 Power Conditioning System의 성능 테스트를 위한 태양광 시뮬레이터의 제어기 최적 설계에 관한 내용이다. 태양광 시뮬레이터 기술의 핵심은 정확한 에너지원의 모델링과 빠르고 안정적인 전력증폭기 제어기술에 있다. 종래의 제어기인 비례 적분제어기를 사용하는 과정에서 비례 적분 제어기 특유의 응답지연 특성으로 시뮬레이터의 동적 특성을 완벽하게 구현할 수 없기에, 응답속도가 빠르고 안정적인 제어기법인 $H_{\infty}$제어 이론을 적용하였다. 태양광 시뮬레이터의 제어기 성능평가를 위해서 태양광 시뮬레이터의 출력을 결정 하는 DC Power Amplifier의 성능실험을 하였다. DC Power Amplifier를 정전압에서 부하의 투입/제거시 비례-적분 제어기와 $H_{\infty}$제어기의 응답속도와 변동전압의 크기를 비교하여 제어기의 성능을 비교하였다.

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$H_{\infty}$ 최적 제어기 구성을 위한 개선된 알고리즘 (Advanced Algorithm for $H_{\infty}$ Optimal controller synthesis)

  • 김용규;양도철;유창근;장호성
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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    • pp.149-152
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    • 2002
  • The aim of this study is to analyse the problems occurred by using classical algorithm to synthesize the H$\infty$ optimal controller. The obtained result of analysis applied to the composition of algorithm for the new H$\infty$ optimal controller which was introduced in this study. The study investigates and compares H$\infty$ optimal controller formed by new algorithm with the one formed by classical algorithm. In particular, robustness related to the robust control is systematically described by using the composition of algorithm for the classical H$\infty$ optimal controller. In addition, the flow charts classified into classical algorithm and new one are discussed to synthesize the H$\infty$ optimal controller.

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유전 알고리즘을 이용한 모델 추종형 최적 보일러-터빈 H$\infty$ 제어시스템의 설계 (A design on model following optimal boiler-turbine H$\infty$control system using genetic algorithm)

  • 황현준;김동완;박준호;황창선
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.1460-1463
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    • 1997
  • The aim of this paper is to suggest a design method of the model following optimal boiler-turbine H.inf. control system using genetic algorithm. This boiler-turbine H.inf. control system is designed by applying genetic algortihm with reference model to the optimal determination of weighting functions and design parameter .gamma. that are given by Glover-Doyle algornithm whch can design H.inf. contrlaaer in the sate. space. The first method to do this is ghat the gains of weightinf functions and .gamma. are optimized simultaneously by genetic algroithm. 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 genetic algonithm. The effectiveness of this boiler-turbine H.inf. control system is verified and compared with LQG/LTR control system by computer simulation.

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최적 다변수 $H_{\infty}$제어 시스템 설계 및 비선형 시뮬레이션 (Optimal Multivariable $H_{\infty}$ Control System Design and Nonlinear Simulation)

  • 황현준;김동완;도대호;최종헌;조원래
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1002-1004
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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 effectiveness of this $H_{\infty}$ control system is verified by nonlinear simulation.

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