• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1831_1832
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• 2009

본 논문에서는 유연관절 로봇 팔 제어를 위한 토크센서 기반의 외란에 강인한 제어기 설계를 다루고 있다. 로봇은 관절의 토크센서를 통해 관절에서 발생하는 토크의 측정이 가능하며 외란에 강인한 제어기 설계를 위해 외란 관측기가 적용 되었다. 외란관측기는 시스템에 작용하고 있는 외란을 상쇄하는 역할을 한다. 본 논문에서 설계된 제어기의 성능은 컴퓨터 모의실험을 통하여 확인하도록 한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 1986.10a
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• pp.503-505
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• 1986

주어진 제어대상 모델에 대하여 제어기를 구성하여 실제로 적용하는 경우 모델의 불일치, 모델링에서 고려하지 않은 외란(disturbance), 측정잡음등에 의하여 성능이 설계시와 달라진다. 실제적용에서도 성능을 계속 유지하기 위하여 제어기는 안정성, 계수변화(parameter variation)에 대한 강인성(robustness), 외란상쇄(disturbance rejection) 및 측정잡음에 둔감함등의 특성을 가져야 한다. 귀환(feedback)을 사용하여 제어기를 구성하는 경우 위의 모든 조건을 만족 시킬 수 없으므로 제어목적에 따라 적당한 조건을 선정하여 중요한 특성을 주로 갖게 한다. 본 논문에서는 쌍동선(small waterplane area twin hull ship-SWATHS)에 대하여 PID, LQ, LQG 제어기를 구성하여 안정성, 계수 변화에 대한 강인성, 외란 상쇄 및 측정잡음의 영향을 비교하였다. 쌍동선의 경우 다른 단동선(mono hull ship)에 비하여 접수면(waterplane)이 적으므로 무게증변을 흡수할 수 있는 복원력이 약하여 적은 외력에도 상하동요(heave)와 종동요(pitch)가 심하게 일어난다. 이러한 동요를 줄이는 것이 쌍동선의 제어목적이다. 본 연구에서는 먼저 선형화된 수직축 운동방정식을 이용하여 선체운동의 모델을 구했으며 중첩의 원리(super-position theorem)에 의하여 주파수 응답의 합으로 파도입력을 모델링 하였으며 제어를 위하여 필요한 측정치는 IMU(Inertial Measurement Unit)에서 제공된다고 가정하였다. 쌍동선의 동요의 원인은 파도, 바람, 조류 등이 있으나 파도에 의한 영향이 가장 크므로 본 논문에서는 파도에 의한 영향만을 고려하였다. 파도는 쌍동선에 외란으로 작용하며 측정할 수 없는 양이므로 PID, LQ 제어에서는 제어모델에 포함되지 않지만 LQG 제어에서는 제어모델에 포함된다. LQG 제어의 경우 제어모델에 파도를 백색잡음으로 가정하고 제어기를 구성한 것 (LQG1)과 2차의 쉐이핑필터(shaping filter)를 사용하여 구성한 것(LQG2)으로 나누었다.

• Journal of IKEEE
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• v.23 no.4
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• pp.1265-1272
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• 2019

We analyze the robustness of the existing predictor feedback controller for discrete-time linear systems with constant input delays against the structured model uncertainty. By modeling the constant input delay with a first-order PdE (Partial difference Equation), we replace the input delay with the PdE states. By applying a backstepping transformation, we build a target system that enables to construct an explicit Lyapunov function. Constructing the explicit Lyapunov function that covers the entire state variables, we prove the existence of an allowable maximum size of the structured model uncertainty to maintain stability and establish the robustness of the predictor feedback controller. The numerical example demonstrates that the stability of closed-loop system is maintained in the presence of the structured model uncertainty, and verifies the robustness of the predictor feedback controller.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.2 no.4
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• pp.257-263
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• 1996

본 논문에서는 기계적 위치 제어계에서 다단계 뱅-뱅 액츄에이터의 비선형성에 의한 목표 위치에서의 리미트 사이클을 방지하는 제어방법을 제안한다. 다단계 뱅-뱅 액츄에이터의 선형화된 모델인 기술함수를 이용하여 비선형성을 보상한다. 강인성을 확보하기 위해 루프 형성 기법에 의한 H/sub .inf./ 제어기가 설계된다. 제안된 제어방법은 기존의 선형제어기보다 비선형성이 보상되어 사역대가 작아지므로 최소 제어 가능 구간을 줄일 수 있다. 1축 위치 제어계의 실험을 하여 제안된 제어방법이 리미트 사이클을 줄이고 제어정도를 향상 시키는데 유효함을 입증하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.11 no.3
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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.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07d
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• pp.2274-2276
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• 2001

본 논문에서는 미세 구조물 가공 기술(MEMS)로 제작된 실리콘 자이로스코프를 위한 폐루프 제어기를 주파수 가중 $H_{\infty}$ 제어 기법과 주파수 가중 모델 축소 기법을 이용하여 설계하였다. 실리콘 자이로스코프는 수 kHz 대의 공진 특성을 이용하여 각속도를 측정하는 센서로서, 공진 주파수 영역의 특성이 매우 중요하므로 주파수 영역을 고려하고 공정 오차를 감안한 주파수 가중 $H_{\infty}$ 제어기가 필요하다. 본 논문에서는 고차 강인 제어기의 회로적 구현과 ASIC화가 가능하도록 하기 위해, 주파수 가중 모델 축소 기법을 이용하여 공진 주파수 영역에서 성능을 유지하는 저차 제어기를 설계하였으며, 시뮬레이션을 통해 기존의 제어기 및 고차 제어기와 성능을 비교하였다.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.1 no.2
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• pp.83-87
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• 1995

본 논문에서는 이산시간 LQ 조절기의 안정도 강인성을 주파수 영역및 시간영역에서 고찰하고 그 향상책을 제시하낟. 주파수영역에서 강인성 척도인 궤환차행렬(return difference matrix) 의 최소특이치가 상태가중치 행렬과 제어가중치 행렬의 비와 반비례함을 보이고, 시간영역에서 매개변수의 변화에 대한 안정도 강인성 범위들을 얻는다. 이 범위들의 점근적 성질을 밝히기 위하여 LQ 궤환이득의 특이치들이 상태가중치 행렬과 제어기중치 행렬의 비의 증가함수 임을 보인다. 몇가지 조건하에서 시스템 행렬(입력행렬)에 대한 안정도 강인성 범위가 상태 가중치 행렬과 제어가중치 행렬의 비가 증가(감소)함에 따라서 증가함을 보이고, 이러한 사실들을 예제를 통하여 검증한다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.21 no.5
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• pp.630-636
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• 2011

This paper is concerned with the stability analysis and stabilization for the Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy systems with parametric uncertainties. To reduce conservativeness in stability analysis for T-S fuzzy systems, fuzzy Lyapunov functions are used. Stability analysis is performed and robust fuzzy controller is designed for stabilization of the system with parametric uncertainties. The stability and stabilization conditions are formulated in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Finally, simulation example is presented to show the effectiveness of the proposed approach.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.23 no.6
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• pp.511-518
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• 2013

To implement an automatic picking system (APS) in distribution center with high precision and high dynamics, this paper presents a design of a linear induction motor (LIM) drive and robust position controller based on integral variable structure control (IVSC) scheme. The force disturbance as well as the mechanical parameter variation such as the mass and friction coefficient gives a direct influence on the position control performance of APS. To guarantee a robust control performance in the presence of such uncertainty, a robust position controller is designed. A Simulink library is developed for the LIM model from the state equation. Through this model and comparative simulation based on Matlab - Simulink, it is proved that the proposed scheme has a robust control nature and is most suitable for APS.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.11 no.2
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• pp.316-321
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• 2007

[ $H{\infty}$ ] controller, which shows robustness for disturbances and noises, can not be used in the case of uncertain system parameters. Even if the $H{\infty}$ controller can be designed for the parameter uncertain system, its performance can be deteriorated. Therefore, in this paper, the robustness of $H{\infty}$ controller is improved by using the SMC(Sliding Mode Control). The LMI based $H{\infty}$ controller is designed first and then SMC controller is added.