• 제목/요약/키워드: 강인 $H_{\infty}$ 제어

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강인제어법을 통한 잠수함의 자동항법장치 설계 (Robust autopilot design for submarine vehicles)

  • ;유삼상
    • 한국해양공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.180-190
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    • 1997
  • 잠수함이 저심도 조건에서 특수임무 수행시, 표면파도 및 조류등 외란의 영향하에서 요구심도 및 위치 유지를 위한 강인한 자동항법장치 설계는, 첨단 군용 잠수함 개발에 필수적이다. 본 연구는 잠수함 조종 운동역학계에 기초하여, 정확한 심도 및 피치 운동 제어를 위해 선형 행렬 부등식을 이용한 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 설계법을 사용, 다중 목적 함수로 표현된 잠수함의 조종성능들을 개선하였다. 또한, 제어기 설계법의 타당성을 수치 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 결과적으로 본 제어법은 각종 외란 및 계의 불확실성하에서 잠수정의 만족스러운 과도 상태 응답과 일정 심도 유지 및 피치 각도 변동 최소화에 적합한 강인한 방법임이 검증되었다.

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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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고속 위치제어계의 강인 $H_\infty$ 제어 (Robust $H_\infty$ Control of High-Speed Positioning Systems)

  • 최진택;김종식
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.342-347
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    • 1995
  • Loop shaping $H_{\infty}$control with normalized coprime factorization was applied to a servo-motor driven high-speed powitioning system. The high-gain controller was designed to attenuate the postion errors caused byfriction effects and extermal disturbances. The non-existence of limit cycle was analyzed, though there is actuator saturation. The designed $H_{\infty}$control system was experimently tested in a rotary index table. Results showed its effectiveness to improve postion accuracy with out any compensation scheme for friction, and robustness to model perturbation and external disturbances.ces.

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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.

유도전동기의 H_$\infty$강인제어에 관한 연구 (A study on the H_$\infty$ robust controller of induction motors)

  • 김민찬;박승규;진승오
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.1448-1451
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    • 1997
  • In this paper, a speed control of nin-servo induction motor is considered. In this case, it is difficult to satisfy precise control performance. SO H.inf. robust controller is designed for this problem by usign polynomial approach and Youla parameterization.

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전기.유압 서보 시스템의 제어성능 비교 (Comparison of Control Performance in Electro.hydraulic Servo Systems)

  • 김도태;박경섭
    • 유공압시스템학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.14-20
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    • 2006
  • A controller design procedure for an electro-hydraulic positioning systems has been developed using $H{\infty}$ control. The generalized plant models and weighting function for multiplicative uncertainty modelling error was presented along with $H{\infty}$ controller designs in order to investigate the robust stability and performance. Both disturbance rejection and command tracking performances were improved with the $H{\infty}$ controller, and the better uniformity of time response is achieved across wide range of operating conditions than the PID, LQR and LQG control scheme. The multiplicative uncertainty case was specifically suited for the design of an electro-hydraulic positioning control systems using $H{\infty}$ control.

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임의발생 불확실성 및 외란을 고려한 시간지연시스템의 강인비약성 H 제어기 설계 알고리듬 (Robust and Non-fragile H Controller Design Algorithm for Time-delayed System with Randomly Occurring Uncertainties and Disturbances ))

  • 양승협;백승현;이준영;박홍배
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권12호
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    • pp.89-98
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    • 2015
  • 본 논문에서는 임의적으로 발생하는 폴리토프 불확실성과 외란을 고려한 시간지연시스템의 강인비약성 $H_{\infty}$ 제어기설계 알고리듬을 다룬다. 먼저 임의적으로 발생하는 불확실성과 외란을 가지는 시간지연시스템을 설계하고, Lyapunov 안정성 분석과 $H_{\infty}$ 성능지수를 기반으로 강인비약성 $H_{\infty}$ 제어기가 존재하기 위한 충분조건을 선형행렬부등식(LMI, linear matrix inequality)의 형태로 제시한다. 구한 충분조건은 변수치환과 슈어 여수(Schur complement) 정리를 바탕으로 파라미터의 함수를 포함한 파라미터화 선형행렬부등식(PLMI, parameterized linear matrix inequality)으로 표현할 수 있으므로 PLMI의 모든 해로부터 제어기이득과 비약성을 만족하는 제어기 섭동영역 및 $H_{\infty}$ 성능을 만족하는 노옴 한계치 ${\gamma}$를 한번에 구할 수 있다. 마지막으로 예제와 모의실험에서 제안한 강인비약성 $H_{\infty}$ 제어기가 임의적으로 발생하는 불확실성 및 외란, 시간지연이 있더라도 폐루프시스템을 안정화시키고 $H_{\infty}$ 성능을 보장함을 확인하고 확정적인 불확실성을 기반으로 설계한 제어기와 성능을 비교한다.

혼합강도 $H_{\infty}$ 제어기법을 이용한 강인한 부하주파수 제어기 설계 (Design of Robust Load Frequency Controller using Mixed Sensitivity based $H_{\infty}$ norm)

  • 정형환;김상효;이정필;한길만
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제24권3호
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    • pp.88-98
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    • 2000
  • In this paper, a robust controller using $H_{\infty}$ control theory has been designed for the load frequency control of interconnected 2-area power system. The main advantage of the proposed $H_{\infty}$ controller is that uncertainties of power system can be included at the stage of controller design. Representation of uncertainties is modeled by multiplicative uncertainly. In the mixed sensitivity problems, disturbance attenuation and uncertainty of the system is treated simultaneously. The robust stability and the performance of model uncertainties are represented by frequency weighted transfer function. The design of load frequency controller for each area was based on state-space approach. The comparative computer simulation results for the proposed controller and the conventional techniques such as the optimal control and the PID one were analyzed at the additions of various disturbances. Their deviation magnitude of frequency and tie line power flow at each area were mainly evaluated. Also the testing results of robustness for the cases that the perturbations of the all parameters of power system were amounted to about 20% were introduced. It was approved that the resultant performances of the proposed $H_{\infty}$ controller with mixed sensitivity were more robust and stable than the one of conventional controllers.

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2자유도 H 제어기 종합 프레임웍에 기반한 유압식 Dipod 플랫폼의 강인제어기 설계 (Robust Controller Design for Hydraulic Dipod Platform Based on 2-DOF H Controller Synthesis Framework)

  • 이영훈;조택동
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권6호
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    • pp.805-814
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    • 2013
  • 유압식 Dipod 플랫폼은 기동차량에서 위성을 지향하는 안테나의 안정화 및 추적에 사용된다. 이러한 플랜트의 제어기 설계에는 외란제거와 추적 두 가지 성능목표 뿐만 아니라 강인성을 함께 절충해야 하는 제약조건으로 인해 1자유도 제어기에 비해 설계 유연성이 큰 2자유도 $H_{\infty}$ 제어기가 선호된다. $H_{\infty}$ 기반한 2자유도 제어기 종합방법에는 두 가지 프레임웍이 사용되는데 유압식 Dipod 플랫폼의 예를 통해서 일괄종합 방법이 더 우수한 성능을 보인 반면 분리종합 방법은 더 우수한 강인성을 보임을 확인할 수 있었다. $H_{\infty}$ 2자유도 종합방법에 따른 이러한 두 결과의 차이를 시스템 정합행렬의 구조화 특성을 통해 비교하여 보았다.

$H_{2}$/$H_{\infty}$ 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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