• Title/Summary/Keyword: $H_{\infty}$ 최적화 문제

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[ $H_{\infty}$ ] Design for Square Decoupling Controllers Using Genetic Algorithm (유전 알고리즘을 이용한 정방 비결합 제어기의 $H_{\infty}$ 설계)

  • Lee, Jong-Sung
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TE
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    • v.42 no.4
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    • pp.47-52
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    • 2005
  • In this paper, the genetic algorithm is used to design a fixed order square decoupling $H_{\infty}$ controllers based on the Two-Degree-of-freedom standard model. The proposed decoupling $H_{\infty}$ controller which is minimizes the maximum energy in the output signal is designed to reduce the coupling properties between the input/output variables which make it difficult to control a system efficiently. A minimal set of assumptions for existence of the decoupling controller formula is described in the state-space formulas. It is verified by an example.

Robust Mixed H2/H Filter Design for Uncertain Fuzzy Systems (불확실한 퍼지시스템의 견실한 혼합 H2/H 필터 설계)

  • Yoo, Seog-Hwan;Choi, Byung-Jae
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.14 no.5
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    • pp.557-562
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    • 2004
  • This paper deals with a robust mixed ${H_2}/{H_{\infty}}$ filter design problem for a nonlinear dynamic system modeled as a T-S fuzzy system. Integral quadratic constraints are used to describe various kinds of uncertainties of the plant. A sufficient condition for solvability is given in terms of linear matrix inequality problem which can be efficiently solved using a convex optimization technique. In order to demonstrate the Proposed method, a numerical design example is provided.

Delay-dependent $H_{\infty}$ filtering for continuous-time singular systems with multiple state-delays (다중 상태 시간지연을 가지는 연속시간 특이시스템의 지연종속 $H_{\infty}$ 필터링)

  • Kim, Jong-Hae
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.46 no.5
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    • pp.22-28
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    • 2009
  • In this paper, we consider the problem of $H_{\infty}$ filtering for continuous-time singular systems with multiple state-delays. The aim of designed filter is to guarantee regularity, impulse-free, asymptotic stability and $H_{\infty}$ norm bound of filtering error singular system. By establishing a finite sum inequality based on quadratic terms, a new delay-dependent BRL (bounded real lemma) for singular systems with multiple state-delays is derived. Based on the result, the existence condition of $H_{\infty}$ filter and filter design method are proposed in terms of LMI (linear matrix inequality). Finally, a numerical example is provided to show the validity of the design methods.

Development of non-fragile $H_{\infty}$ controller design algorithm for singular systems (특이시스템의 비약성 $H_{\infty}$ 제어기 설계 알고리듬 개발)

  • Kim, Jong-Hae
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.42 no.6
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    • pp.9-14
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    • 2005
  • In this paper, we consider the synthesis of non-fragile $H_{\infty}$ state feedback controllers for singular systems and static state feedback controller with multiplicative uncertainty. The sufficient condition of controller existence, the design method of non-fragile $H_{\infty}$ controller, and the measure of non-fragility in controller are presented via LMI(linear matrix inequality) technique. Also, the sufficient condition can be rewritten as LMI form in terms of transformed variables through singular value decomposition, some changes of variables, and Schur complements. Therefore, the obtained non-fragile $H_{\infty}$ controller guarantees the asymptotic stability and disturbance attenuation of the closed loop singular systems within a prescribed degree. Moreover, the controller design method can be extended to the problem of robust and non-fragile $H_{\infty}$ controller design method for singular systems with parameter uncertainties. Finally, a numerical example is given to illustrate the design method.

An Output Feedback $H_\infty$ Controller Design for Linear Systems with Commensurate Time Delay (커멘슈레이트 시간지연을 갖는 선형시스템의 출력궤환 $H_\infty$ 제어기 설계)

  • Yoo, Seog-Hwan
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.37 no.4
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    • pp.1-10
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    • 2000
  • This paper deals with an H$_{\infty}$ output feedback control problem for linear systems with commensurate time delay in both state and input variables. The proposed output feedback controller also has commensurate time delay terms in the controller state. The controller can be synthesized based on the solution of the linear matrix inequalities(LMI) which can be easily solved using the convex optimization method. In order to demonstrate the efficacy of the proposed method, numerical examples are presented.

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LMI Based $H_{\infty}$ Active Vibration Control of a Structure with Output Feedback : Experiment Results (LMI에 기초한 구조물의 $H_{\infty}$ 능동진동제어 : 실험적 고찰)

  • Byun, J.H.;Kim, Y.B.;Jeong, H.J.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.3 no.3
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    • pp.83-90
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    • 1999
  • 제어이론분야에서의 발전은 그러한 이론을 다방면으로 응요할 수 있는 분야를 더더욱 폭넓게 제공해 주고 있다. 자동화와 관련된 분야뿐만 아니라, 건축 및 토목분야에서도 고도의 제어어이론을 응용한 예를 쉽게 접할 수 있게 되었으며, 지진동에 의한 구조물의 진동을 억제하려는 방책이 그 ??ㅣ다. 이에 관한 많은 연구에서도 알 수 있듯이, 일반적으로 구조물의 수학적 모델에만 의존하여, 즉 구조물의 설계파라미터는 이미 설계되어져 있다는 가정하에 제어계를 설계하고 있다. 그러나 이러한 설계법에 있어서는 설계자로 하여금 구조물의 설계파라미터를 조정할 수 있는 자유도는 전혀 주어지지 않게 되며 단지 제어계의 파라미터를 조정하는 자유도만 허용된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 구조계 및 제어기의 설계파라미터를 동시에 조절할 수 있는 자유도가 허용되는 '구조계/제어계의 동시 최적화' 기법이 있다. 따라서 본 논문에서는 교량의 주탑 및 해양구조물 등의 진동제어 문제에 이러한 설계기법을 이용하여 주어진 설계사양을 만족하도록 구조계 및 제어계의 파라미터를 최적화 한다. 특히 본 논문에서는 제어계 설계 문제에 있어서의 일반적인 경우를 고려하여 상태의 일부가 관측된다고 가정하고 출력피드백의 경우에 대해 고찰하고 있다. 이때의 설계사양은 선형행렬부등식(LMI)으로 주어지며, 실험을 통하여 본 논문에서 소개하는 설계기법의 유효성을 검증한다.

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

  • Kim, Dong-Hwa;Cho, Jea-Hoon;Lee, Hwan
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.11b
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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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Robust $H_{\infty}$ Controller for State and Input Delayed Systems with Structured Uncertainties (구조화된 불확실성과 상태와 입력에 시간지연이 있는 시스템을 위한 강인 $H_{\infty}$ 제어기)

  • Lee, Joon-Hwa;Moon, Young-Soo;Kwon, Wook-Hyun
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.3 no.4
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    • pp.338-342
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    • 1997
  • 본 논문에서는 상태와 입력에 시간지연과 구조화된 불확실성이 있는 시스템을 위한 강인 H/sub .inf./ 제어기를 제안한다. 제안된 제안기는 시간지연의 크기에 관계없이 항상 불확실한 시스템을 안정화시키고, 또한 제한된 크기의 어떤 구조화된 불확실성에 대해서도 항상 폐루프 전달함수의 H/sub .inf./ 노옴의 크기를 주어진 레벨 이하로 줄인다. 제어기는 볼록 최적화 알고리즘을 이용한 LMI 문제를 풀어서 구한다.

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Robust Control of a Seeker Scan Loop System Using ${\mu}$-Systheis (${\mu}$-합성법을 이용한 탐색기 주사루프의 강인 제어)

  • Lee, Ho-Pyeong
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.16 no.3 s.96
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    • pp.180-188
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    • 1999
  • ${\mu}$-synthesis is applied to design a robust controller for a seeker scan loop system which has model uncertainty and is subject to a external disturbance due to abrupt missile maneuver. The issue of modelling a real-valued parametric uncertainty of a physical seeker scan loop system is discussed. The two-degree-of-frame control structure is employed to obtain better performance. It is shown that ${\mu}$-synthesis provides a superior framework for the robust control design of a seeker scan loop system which exhibits robust performance. The proposed robust control system satisfies design requirements, and especially shows good scanning performances for conical and rosette scan patterns despite parametric uncertainty in real system model.

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Optimal Design of a Continuous Time Deadbeat Controller (연속시간 유한정정제어기의 최적설계)

  • Kim Seung Youal;Lee Keum Won
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.1 no.2
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    • pp.169-176
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    • 2000
  • Deadbeat property is well established in digital control system design in time domain. But in continuous time system, deadbeat is impossible because of it's ripples between sampling points inspite of designs using the related digital control system design theory. But several researchers suggested delay elements. A delay element is made from the concept of finite Laplace Transform. From some specifications such as internal model stability, physical realizations as well as finite time settling, unknown coefficents and poles in error transfer functions with delay elements can be calulted so as to satisfy these specifications. For the application to the real system, robustness property can be added. In this paper, error transfer function is specified with 1 delay element and robustness condition is considered additionally. As the criterion of the robustness, a weighted sensitive function's $H_{infty}$ norm is used. For the minimum value of the criterion, error transfer function's poles are calculated optimally. In this sense, optimal design of the continuous time deadbeat controller is obtained.

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