• 한국정밀공학회지
• /
• 제13권7호
• /
• pp.133-139
• /
• 1996

전형적인 상태 관측기에서는, 외란이 시스템 입력에 가해지는 경우 시스템의 상태 추정이 불가능하다. 이러한 상태관측 문제에 대한 한가지 대책법으로서 비례적분(PI) 관측기가 제안되어 스텝외란의 소거에 대한 유효성이 밝혀져 로바스트 제어기 설계에 대한 응용으로서 널리 연구가 행해져 왔다. 그러나, 미지입력에 대한 PE 관측기 설계는 여전히 문제로 남아 있다. 이 논문에서는 미지입력 PI 관측기의 설계법을 제안하고, 이에 대한 응용으로서 완전 LTR을 실현할 수 있는 결과를 보인다. 먼저, 입력의 정보없이 시스템의 상태를 추정할 수 있는 미지입력 PI 관측기의 충분조건을 제안하고, PE 관측기의 설계에 요구되는 필요충분조건을 보인다. 이러한 조건은 완전 LTR의 실현을 위한 직접적인 요구조건임을 보인다. 따라서, 완전 LTR을 달성하면서 지정한 관측기의 극을 지니는 PI 관측기 설계가 가능하다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제3권4호
• /
• pp.332-337
• /
• 1997

디스크립터(Descriptor) 표현은 상태공간 표현을 확장시킨 일반적인 시스템의 기술방법으로 파라미터의 물리적인 구조를 보존하고 있으며, 임펄스를 포함한 현상을 기술할 수 있다. 또한, 대규모 시스템의 모델화가 용이하며, 프로퍼(Proper)이지 않은 시스템을 기술할 수 있고 구속조건을 가진 동적시스템의 기술이 가능하는 등의 특징을 지니고 있다. 그러나, 디스크립터 시스템의 해는 미분항을 포함하고 있으므로 노이즈 및 파라미터 변동에 대해서 매우 민감하여, 관측기설계시 강인(Robust)한 관측기설계가 요구된다. 본 논문에서는 디스크립터 시스템에 대해 로바스트 관측기의 일종인 비례적분(PI) 관측기의 설계에 대해서 논한다. 먼저, 디스크립터 시스템에 대한 PI 관측기의 존재조건을 유도하였으며, 체계적인 설계법을 보였다. 또한, PI 관측기의 존재조건이 Rosenbrock의 가관측 조건하에서 간단히 보여지며, 이것은 시스템 행렬의 Rank 조건에 의해 쉽게 구해질 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2001년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
• /
• pp.256-259
• /
• 2001

본 논문에서는 블록 삼각구조를 갖는 다변수 비선형 시스템의 상태 관측기의 설계 문제를 다룬다. 이를 위해 단일 입출력 삼각구조 시스템에 대한 기존의 설계 기법을 다변수 시스템으로 확장한다. 특히, 제안한 관측기의 이득은 시스템의 선형 부분뿐만 아니라 비선형성을 기반으로 설계되어지기 때문에 기존의 고이득 관측기에 비해 과도응답 특성을 개선한다. 또한 오차방정식에 대한 유사 변화을 이용하여 제안한 관측기가 전역 지수적 수렴성을 보임을 증명한다. 마지막으로, 시뮬레이션 예제를 통해 본 논문에서 제안한 설계 기법의 타당성을 입증한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제2권4호
• /
• pp.270-278
• /
• 1996

복잡한 비선형성과 불확실한 변수를 가지는 유연 죠인트 로봇의 견실한 관측기 설계에 관한 연구이다. 시간 불변 또는 시간 가변성의 불확실한 변수들을 가지는 시스템에 적용한 경우이며 로봇 링크의 각도와 각속도들을 출력으로 하였다.본 견실 관측기는 리아프노프 방법에 기초를 두었으며 불확실한 변수들은 그값을 모르나 그 값들은 지정된 집합내에 존재한다. 제안된 견실 관측기는 실용적인 안정성을 보장한다. 관측기설계의 알고리즘을 2링크 유연 죠인트 로봇에 적용하여 시뮬레이션을 수행하여 우수한 성능을 가짐을 확인할수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
• /
• pp.1650_1651
• /
• 2009

DC/DC 승압 컨버터는 인덕터 내부 저항으로 인하여 부하 저항의 변화가 시스템 동작점에 영향을 미치게 되며, 이로 하여 제어기 설계의 기준이 되는 선형화된 모델은 불확실성을 가지게 된다. 본 논문은 인덕터의 내부 저항과 출력단의 부하 변동으로 인한 불확실성에 대하여 출력 전압의 강인성을 향상시키기 위해 PI 관측기 기반 적분형 상태 변수 궤환 제어기를 제안한다. PI 관측기는 불확실한 시스템 제어에 널리 사용되는 오차의 적분항을 Luenberger 관측기에 추가한 형태로써 불확실성에 강인한 추정 성능을 보인다. 모의실험을 통해 불확실성이 존재하는 경우 제안된 제어기의 강인성을 확인하고 설계된 관측기가 Luenberger 관측기에 비해 상태변수 추정 성능이 우수함을 보인다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
• /
• 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제1호
• /
• pp.159-163
• /
• 2006

본 논문에서는 비선형 시스템의 슬라이딩 모드 관측기 설계에 대해서 논의한다. 제어 대상인 비선형 시스템을 모델링 하는데 있어서 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 모델 기법을 이용하였고, 이 때 발생할 수 있는 모델 불확실성과 외란에 대해 그것의 최대 최소 범위를 안다고 가정하였다. 제안된 시스템의 LMI (Linear Matrix Inequality)를 기반으로 한 슬라이딩 모드 관측기 설계 방법에서는 관측기와 시스템의 차이를 슬라이딩 표면으로 설정한다. 안정한 슬라이딩 표면을 갖는 슬라이딩 관측기의 존재 가능성을 선형 행렬 부등식의 형태로 표현한다. 슬라이딩 모드 관측기 이득은 LMI 존재 조건의 해를 이용하여 구한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
• /
• 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제1호
• /
• pp.420-424
• /
• 2006

본 논문에서는 외란을 갖는 불확실한 비선형 시스템을 제어하기 위하여 $H^{\infty}$ 제어를 이용한 강인 간접 적응 퍼지 관측기를 설계하여 상태변수를 관측하고 외란관측기를 설계하여 시스템의 외란을 제거하는 강인한 제어기를 구성한다. 제안된 외란관측기는 시스템과 외란의 대역폭보다 큰 궤환 이득을 가짐으로써 기존의 역플랜트 모델 또는 퍼지 기반의 외란관측기 보다 간단한 구조를 가지고 외란과 시스템 모델링 오차의 합을 관측해 낼 수 있다. 본 논문에서는 도립진자 시스템의 모의실험을 통하여 관측기, 외란관측기와 제어기의 성능을 평가한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.1999-2001
• /
• 2003

본 논문에서는 시간지연 관측기를 위치제어 시스템 적용하여 설계한 내용을 기술하였다. 시간지연제어기의 상태추정 기법을 이용한 시간지연 관측기는 플랜트 모델이 필요하지 않아 설계가 용이하고, 파라미터 변동 및 외란에 강건하다. 또한 계산이 간단하여 디지털 제어 시스템에 충분히 적용이 가능하다. 본 논문에서는 시간지연제어기가 위치제어기로 적용된 전기식 구동시스템에서 속도센서를 사용하지 않고 시간지연 관측기를 적용하여 제어기를 설계하였다. 시간지연 관측기를 적용한 구동시스템에 대해 비선형 시뮬레이션을 수행하였으며. 속도센서를 사용한 경우와 상태관측기를 적용한 경우 및 PID 제어기를 적용한 경우에 대해 비교하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.214-219
• /
• 2013

본 논문에서는 모델의 불확실성을 갖는 RC 배터리 모델의 State-of- Charge(SOC)를 추정하기 위한 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 일반적으로 SOC를 추정하기 위해 사용하는 RC 배터리 모델은 실제 배터리 셀과 정확하게 일치하지 않고 거기에 따른 모델의 불확실성이 존재하게 된다. 이렇게 불확실성이 존재할 때 그 영향을 최소화하고 보다 정확한 SOC를 추정할 수 있는 강인한 관측기를 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 실제 배터리 셀과 RC 배터리 모델 사이에 모델 불확실성이 존재하더라도 정확한 SOC추정을 위하여 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 하지만 이러한 강인한 고이득 관측기는 높은 이득으로 발생하는 튐 현상(peaking phenomenon)과 출력 측정오차에 민감하게 반응하여 발생하는 진동(perturbation)이 존재하는 단점이 있다. 그래서 이를 보완하기 위해 슬라이딩 모드 기법을 사용하여 강인한 고이득 관측기를 설계한다. 마지막으로 성능 검증을 위하여 선형 관측기, 고이득 관측기를 이용한 SOC 추정결과를 비교한다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.506-511
• /
• 2006

본 논문에서는 비선형 시스템의 슬라이딩 모드 관측기 설계에 대해서 논의한다. 제어 대상인 비선형 시스템을 모델링 하는데 있어서 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 모델 기법을 이용하였고, 이때 발생할 수 있는 모델 불확실성과 외란에 대해 그 것의 최대 최소 범위를 안다고 가정하였다. 제안된 시스템의 LMI (Linear Matrix Inequality)를 기반으로 한 슬라이딩 모드 관측기 설계 방법에서는 관측기와 시스템의 차이를 슬라이딩 표면으로 설정한다. 안정한 슬라이딩 표변을 갖는 슬라이딩 관측기의 존재 가능성을 선형 행렬 부등식의 형태로 표현한다. 슬라이딩 모드 관측기 이득은 LMI 존재 조건의 해를 이용하여 구한다. 모의 실험을 통하여 논문에서 제안한 슬라이딩 모드 관측기의 성능을 시험한다.