• 제목/요약/키워드: $H_2$$H_{\infty}$제어

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도립진자 시스템의 LFR에 의한 LMI 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어 (The LMI mixed ${H_2}/H_{\infty}$ control of inverted pendulum system using LFR)

  • 박종우;이상철;이상효
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권7A호
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    • pp.967-977
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    • 2000
  • 본 논문은 도립전자 시스템을 LFR(Linear Fractional Representation)로 표현하여 얻어진 일반화 제어대상에 대하여 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기법을 적용한다. 먼저, 일반화 제어대상을 얻기 위하여, LFR로 표현한 도립진자의 선형 모델을 유도한다. LFR에서 고려한 구체적인 불확실성은 3개의 비선형 성분과 1개의 진자질량 불확실성이다. 유도된 선형모델에 하중함수를 더하여 LFR 모델을 확대함으로써 일반화된 제어대상을 얻는다. 다음으로, 이 일반화 제어대상에 대하여 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기를 설계한다. 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기 설계를 위해서 LMI(Linear Matrix Inequalities) 기법을 이요한다. 설계된 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기의 제어성능과 강건 안정성을 평가하기 위해서 모의실험과 실물실험을 통하여 $H_{\infty}$ 제어기와 비교한다. 실험결과, $H_{\infty}$ 제어때 보다 적은 피드백 정보만으로도 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기는 도립진자의 진자각도 측면에서 $H_{\infty}$ 제어기보다 나은 강건 안정성과 제어 성능을 보인다.

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도립진자 시스템의 혼합$H_2/ H_\infty$ 디지털 제어 (A mixed $H_2/ H_\infty$ digital control of Inverted pendulum system)

  • 박종우;곽칠성
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제4권5호
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    • pp.1111-1116
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    • 2000
  • 혼합 $H_2/ H_\infty$ 제어 방법은 $H_2성능과 H_\infty$ -강건성을 결합한 제어기 설계를 위한 적극적인 접근법의 하나이다. 이 논문에서는, 먼저 설계하고자 하는 제어시스템의 추종특성을, 불확실성이 포함된 제어대상에 대하여, $H_2$노름으로 표현하고, 다음으로 $H_\infty$노름으로 제어 시스템의 강건 안정성을 얻도록 하였다. 혼합 $H_2/ H_\infty$ 디지털 제어기는 도립진자 시스템을 제어대상으로 하여 설계하였다. 도립진자 시스템에 대하여 설계한 혼합$H_2/ H_\infty$디지털 제어기는, 불안정 시스템을 안정화하면서 동시에 추종 성능을 향상시키고자 하였다.

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포화입력을 가지는 시간지연 비선형 시스템의 퍼지 H2/H 제어기 설계 (Fuzzy H2/H Controller Design for Delayed Nonlinear Systems with Saturating Input)

  • 조희수;이갑래;박홍배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.239-245
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    • 2002
  • 본 논문에서는 입력에 제한이 있는 시간지연 비선형 시스템에 대한 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기 설계 방법을 제시한다. 포화입력을 갖는 시간지연 비선형 시스템을 시간지연과 포화입력을 갖는 Takagi-Sugeno 퍼지 모델로 표현하고 병렬분산보상(PDC)의 개념을 이용하여 제어기를 설계한다. Lyapunov 함수를 이용하여 시간지연과 포화입력을 갖는 $H_2/H_{\infty}$ 퍼지모델에 대한 폐루프 시스템의 안정성 조건과 LQ 성능을 최소화하는 조건을 유도하고, 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기가 존재할 충분조건을 선형행렬부등식(LMI: liner matrix inequality)을 이용하여 구한다. 제어기는 선형행렬부등식의 해를 구하므로써 바로 구할 수 있으며, 설계된 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기는 $H_{\infty}$ 노옴 한계값을 만족하면서 LQ성능의 상한값을 최소화한다. 마지막으로 포화압력으로 포화압력을 가지는 시간지연 비선형 시스템에 대해 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기 설계 사례를 보인다.

능동 현가 시스템을 위한 $H_{2}$/$H_{\infty}$ 제어기 설계 ($H_{2}$/$H_{\infty}$ control of active suspension system)

  • 정우영;김상우;원상철
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.888-891
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    • 1996
  • The objective of a mixed H$_{2}$/H$_{\infty}$ controller of active suspension system is to achieve not only the general performance improvement(H$_{2}$) but also the worst case disturbance rejection(H$_{\infty}$). In this paper, a mixed H$_{2}$/H$_{\infty}$ controller for an active suspension system, comparing the performance with that of an H$_{2}$ controller and of an H$_{\infty}$ controller.ler.EX> controller.

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$H_2$/H$\infty$$\mu$이론을 이용한 유연 빔의 위치제어 (Robust Positioning Control of a Flexible beam using $H_2/H_{\infty}$ and $\mu$-theory)

  • 최연욱
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.101-107
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    • 2001
  • 본 연구는 유연한 빔의 위치를 제어하기 위한 강인한 제어기 설계를 위한 하나의 방법으로서 혼합 $H_2/H_{\infty}$$\mu$이론을 이용한 하나의 방법을 제시하고 있다. 먼저 제어기의 설계를 위한 유연한 빔의 수식모델을 얻기 위해 해석적인 방법과 실험을 통한 방법을 적용하였다. 이 결과로서 강인한 제어기의 설계를 위해 필요한 불확실성의 영역에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 다음, 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 이론을 상기모델에 적용하여 강인한 제어기를 설계하고, 여기에 $\mu$이론을 적용하여 일반적으로 혼합 $H_{\infty}$ 제어기가 가질 수 있는 보수성을 완화시킨다 마지막으로 Simulation과 실험을 통하여 설계된 제어기의 유효성을 보인다.

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시간지연 및 파라미터 불확실성을 갖는 선형시스템의 혼합 $H^{2}$/$H^{\infty}$ 제어기 설계 (Mixed $H^{2}$/$H^{\infty}$ controller design for linear system with time delay and parameter uncertainty)

  • 이갑래;정은태;박홍배
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.560-564
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    • 1996
  • A mixed H$^{2}$/$H^{\infty}$ controller design method for linear systems with time delay in all variables and parameter uncertainties in all system matrices is proposed. Robust $H^{\infty}$ performance and H$^{2}$ performance condition that accounts for model-matching of closed loop system and disturbance rejection is also derived. With expressing uncertain system with linear fractional transformation form, we transform the robust stability and performance problem to the H$^{2}$/$H^{\infty}$ optimization problem and design a mixed H$^{2}$/$H^{\infty}$ controller. Using the proposed method, mixed H$^{2}$/$H^{\infty}$ controller for underwater vehicle with time delay and parameter variations are designed. Simulations of a design example with hydrodynamic parameter variations and disturbance are presented to demonstrate the achievement of good robust performance.t performance.ance.

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혼합 $H_2/H_{\infty}$제어에 의한 강인한 서보시스템의 설계 -3관성 벤치마크문제의 해법 - (Robust Servo System Design by $H_2/H_{\infty}$ Control - Application to Three Inertia Benchmark Problem-)

  • 최연욱
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.148-156
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    • 2005
  • 본 논문은 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 제어를 이용한 강인한 서보시스템의 설계법을 제안하고 이것을 3관성 벤치마크문제에 적용하여 이 방법의 유용성을 확인한다. 먼저 내부모델의 원리를 이용하여 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 제어기법을 적용할 수 있는 구조를 제안하고 이 구조의 타당성을 검토한다. 다음에 강인한 서보시스템의 설계조건을 각각 $H_2$$H_{\infty}$의 설계사양으로 분리한 뒤 제안된 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 설계법에 적용하여 설계를 LMI이론에 의하여 실행한다. 마지막으로 3관성벤치마크 문제에서 부가된 몇 가지의 사양을 제안된 혼합 $H_2/H_{\infty}$법에 맞도록 수정한 뒤 제어기의 설계를 통한 설계사양의 만족도를 확인한다.

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슬라이딩모드와 LMI를 이용한 강인 $H{\infty}$ 제어 (Robust $H{\infty}$ Control Using Sliding Mode and LMI)

  • 김수진;김민찬;박승규;안호균;곽군평;윤태성
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.316-321
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    • 2007
  • [ $H{\infty}$ ] 제어기는 외란이나 잡음에 대해서 강인한 성능을 가지고 있지 만 파라미터 불확실성이 존재하면 제어입력을 구하기가 쉽지 않으며 불확실성의 영향에 따라서 제어 성능에 큰 차이를 보인다. 하지 만 슬라이딩 모드제어는 파라미터 불확실성에 대하여 우수한 강인성을 가지고 있는 제어 기법이다. 그러므로 본 논문에서는 슬라이딩 모드 제어기법을 도입하여 LMI를 이용한 $H{\infty}$ 제어기의 강인성을 향상시킬 수 있는 제어 기법을 제안한다.

시간지연 퍼지 시스템의 지연 종속 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기 설계 (Delay-dependent Fuzzy $H_2/H_{\infty}$ Controller Design for Delayed Fuzzy Dynamic Systems)

  • 김종래;정은태
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제41권5호
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    • pp.19-27
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    • 2004
  • 시간지연을 갖는 퍼지 시스템에 대한 지연 종속 퍼지 H₂/H/sub ∞/ 제어기 설계 방법을 제안한다. 지연 종속 Lyapunov 함수를 이용하여 폐루프 시스템의 점근적 안정화뿐만 아니라 H₂ 성능과 H/sub ∞/ 성능을 동시에 만족하는 혼합 H₂/H/sub ∞/ 성능 문제를 고려한다. 제어기의 존재성에 대한 충분조건을 유도하고 선형행렬부등식(LMI: linear matrix inequality)으로 나타낸다. 제어기 설계는 병렬 분산 보상의 개념을 이용하고, 퍼지 제어기는 LMI 해를 구함으로써 바로 구할 수 있다. 지연 종속 퍼지 제어기는 존재 조건을 나타내는 선형 행렬 부등식에 시간지연항의 크기를 포함하고 있으므로 시간지연항의 크기를 고려할 수 있다. 따라서 시간지연의 크기에 상관없이 시스템을 안정화 시키는 지연 독립적인 제어기 보다 더 효과적인 설계방법이다. 제안한 방법의 설계과정 및 타당성을 시뮬레이션 예제를 통하여 나타내고 기존의 시간 지연 독립적인 퍼지 H₂/H/sub ∞/ 제어기 설계 방법 보다 효과적인 방법임을 확인한다.

$H_{2}$/$H_{\infty}$ 강인제어기 설계에 관한 연구-다항식 접근방법 (A study on the design of $H_{2}$/$H_{\infty}$ robust controller-polynomial approach)

  • 박승규;송대원
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.751-753
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    • 1996
  • The $H_{2}$/$H_{\infty}$ robust controller is designed by using polynomial approach. This controller can minimise a $H_{2}$ norm of error under the fixed bound of $H_{\infty}$ norm of mixed sensitivity function by employing the Youla parameterization and using polynomial approach at the same time. It is easy to apply this controller to adaptive system.

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