• Title/Summary/Keyword: 관측기설계

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연마기 로봇의 강인제어를 위한 역진자의 선형화 모델을 통한 LQ제어 (LQ control by linear model of Inverted Pendulum for Robust Control of Robotic Vacuum Sweeping Machine)

  • 김수영;이재덕;진태석
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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    • pp.529-532
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    • 2012
  • 본 논문은 연마용 로봇의 외부에 대한 강건 제어를 위한 방법으로 로봇의 강인제어기법을 테스트하기 위한 방법으로 수평형 도립진자를 이용하여 제안한 기법을 선형화된 모델을 기반으로 제어하고자 한다. 수평형 도립진자를 이용한 복잡한 동특성 분석과 비선형 시스템의 수학적 모델링을 통해 수식화하였고, 선형화된 상태공간방정식을 이용하는 현대제어인 슬라이드 모드 제어를 도입하여 시스템 제어를 해보았다. 또한, 동역학의 파라미터를 설계하며 또한 알 수 없는 외란과 파라미터 변동을 추정하는 외란 관측기를 사용하여 더욱 제어 시스템에 강인성을 실험결과로 분석하였다.

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전자제어식 직접분사 디젤엔진의 연료제어를 위한 인젝터 관측기 설계 (Observer Design of an Injector for Fuel Control in DI Diesel Engines with an Electronically Controlled Injector)

  • 김선우;이강윤;정남훈;선우명호
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.1305-1311
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    • 2004
  • This study presents a mathematical model and a sliding mode observer of the injection system for common rail diesel engines. The injector model consists of three subsystems: the actuator subsystem, the mechanical subsystem, and the hydraulic subsystem. In the actuator subsystem, the constitutive relations of piezoelectricity are used to model the actuator made up of piezoelectric material. Based on the proposed model, the observer estimates the injection rate and injection timing, and can play a vital role of sensorless control of fuel injection in the near future. The sliding mode theory is applied to the observer design in order to overcome model uncertainties. The injector model and observer are evaluated through the injector experiments. The simulation results of the injector model are in good agreement with the experimental data. The sliding mode observer can effectively estimate the injection timing and the injection rate of the injector.

추정오차 저감을 위한 뉴로 관측기 설계 (Design of a Neuro Observer for Reduction of Estimate Error)

  • 윤광호;김상훈;반기종;최성대;박진수;김낙교;남문현
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.693-695
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    • 2004
  • Among modem control method, the observer is being used widely because it has the advantage of the guarantee of reliability on financial problem, over heating, and physical shock. However, an existing state observer and a sliding observer have such problems that an experimenter needs to know dynamics and parameters of the system. And also, the high gain observer has such a problem that it has transient state at the beginning of the observation. In this paper, the neuro observer is proposed to improve these problems. The proposed observer complement a problem that occur from increase of gain of High-gain observer in proportion to the square number of observable state variables. And also, the proposed observer can tune the gain obtained by differentiating observational error at transient state automatically by using the backpropagation training method to stabilize the observational speed. To prove a performance of the proposed observer, it is simulated that the comparison between the state estimate performance of the proposed observer and that of sliding, high gain observer is made by using a sinusoidal input to the observer which consists of four layers in stable 2nd order system.

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이족 보행 로봇 제어에 대한 새로운 적응 퍼지 접근방법 (A New Adaptive Fuzzy Approach for Control of a Bipedal Robot)

  • 황재필;김은태
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제42권5호
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    • pp.13-18
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    • 2005
  • 최근 수 년 동안 이족보행 로봇 제어는 로봇 분야에서 각광을 받는 분야인 한편, 어려운 분야이기도 하다. 본 논문에서는 이족보행 로봇을 위한 적응 퍼지 논리를 이용한 새로운 강인한 제어 방법을 제안한다. 적응 퍼지 논리는 알려지지 않은 불확실성을 제거하기 위한 시스템 추정기로 사용된다. 우선 발바꿈과 불확실성, 외란 등의 영향을 포함한 로봇 모델을 제안한다. 다음, 관절의 속도 측정을 하지 않는 제어기를 설계한다. 퍼지 논리를 튜닝하기 위하여 퍼지 추정 오차 관측기를 시스템에 포함시켰다. 마지막으로 제어방법의 타당성을 보이기 위하여 시뮬레이션 결과를 보여준다.

극 저속시 전기제동을 위한 축소 모형 추진시스템 개발 (The Development of Miniature Propelling System for Electric Brake at Extreme Low Speed)

  • 김영춘;조문택;주해종
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.822-827
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    • 2013
  • 본 논문에서는 정지시까지 전기제동을 하는 축소모형 추진시스템을 설계하고 제작하여 실험하였으며, 정지순간 제동토오크의 제어방법을 제안하였다. 또한, 레졸바를 사용한 회전자의 위치와 속도를 추정하는 관측기에 의하여 극저속에서 속도를 검출하는 방법을 개발하였으며, 또한 정지순간 제동 토오크의 감소와 동시에 공기 브레이크의 동작을 개시하여 블렌딩 제동을 사용하는 방법과 비교하여, 정지시까지 전기제동만을 사용하는 향상된 제동방법을 제안하였다.

직류 서보 전동기 센서리스 속도제어를 위한 뉴로-퍼지 관측기 설계 (Design of a Neuro-Fuzzy Observer for Speed-Sensorless Control of DC Servo Motor)

  • 안창환
    • 전기학회논문지P
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    • 제56권3호
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    • pp.129-135
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    • 2007
  • This paper deals with speed-sensorless control of DC servo motor using Neuro-Fuzzy Observer. DC servo motor has very low rotor inertia and excellent response characteristic and it is very useful to control torque and speed. It is easy to detect the voltage and current and resolver or encoder is used to measure a rotor speed. But it has a limit as a driving speed to detect speed precisely. So it is problem to improve the performance of the driving system. To solve this problem, it is studied to detect a speed of DC servo motor without sensor. In particular, study on the method to estimate the speed using the observer is performed a lot. In this paper, the gain of the observer is properly set up using the Neuro-Fuzzy control and Neuro-Fuzzy Observer that have a superior transient characteristic and is easy to implement compared the existing method is designed. It calculates the differentiation of the rotor current directly using the rotor current measured in the DC servo motor and estimates the speed of the rotor using the differentiation. Proposed speed sensorless control method is performed using the estimated speed. Also, it is proved feasibility of the proposed observer from the comparison tested a case with a speed sensor and a case without a speed sensor which used a highly efficient drive and 200[w] DC servo motor starting system.

강인성과 제어 성능을 고려한 외란 관측기의 설계 (1) : 2차 시스템에 대한 이론적 해석 (Design of Disturbance Observer Considering Robustness and Control Performance (1) : Analysis on Second Order System)

  • 최영진;양광진;정완균;김홍록;서일홍
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제8권8호
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    • pp.655-664
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    • 2002
  • The disturbance observer (DOB) has been widely utilized for high precision/speed motion control applications. However, it still lacks the analysis for the robustness and performance brought by using DOB. This paper proposes the robustness measure of DOB and reveals the relationships between the disturbance rejection performance and the order/time constant of a Q filter in DOB. Additionally, we propose six guidelines for the design of Q filter and show their validity through the experiments for DVD systems.

외란 관측기에 기반을 둔 힘 추정기 설계 (Design of Force Estimator Based on Disturbance Observer)

  • 엄광식;서일홍
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제48권9호
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    • pp.1140-1146
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    • 1999
  • In this paper, a force estimation method is proposed for force control without force sensor. For this , a disturbance observer is applied to each joint of an {{{{ { n}_{ } }}}} degrees of freedom manipulator to obtain a simple equivalent robot dynamics(SERD) being represented as an n independent double integrator system. To estimate the output of disturbance observer due to internal torque, the disturbance observer output estimator(DOOE) is designed, where uncertain parameters of the robot manipulator are adjusted by the gradient method to minimize the performance index which is defined as the quadratic form of the error signal between the output of disturbance observer and that of DOOE. when the external force is exerted, the external force is estimated by the difference between the output of disturbance observer and DOOE, since output of disturbance observer includes the external torque signal as well as the internal torque estimated by the output of DOOE. And then, a force controller is designed for force feedback control employing the estimated force signal. To verify the effectiveness of the proposed force estimation method, several numerical examples and experimental results are illustrated for the 2-axis direct drive robot manipulator.

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비 선형 요소를 갖는 정전 마이크로 구동기의 외란 관측기에 기초한 디지털 추종 제어기 설계 (Design of Digital Tracking Controller based on Disturbance Observer for Micro Electrostatic Actuator with Nonlinearity)

  • 최현택;서일홍
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제48권6호
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    • pp.773-780
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    • 1999
  • A digital tracking controller is proposed for micro electrostatic actuator with input nonlinearity, where disturbance observer is utilized in cooperation with inverse function. Generally the disturbance observer is announced to be robust to modeling uncertainty, and external disturbance. But, when the nonlinearity exists in the systems, the disturbance observer may not directly be applied to that system, because the nonlinearity may destabilize the overall system. Therefore, first, we linearize the nonlinear input characteristics of micro electrostatic actuator by the use of inverse function. Secondly, we apply disturbance observer to approximately linearized system for eliminating the residuals of nonlinearity and the modeling uncertainty. Then, we get the good properties of the disturbance rejection as well as the robustness due to the own nature of disturbance observer. In this case, we propose a sufficient condition for the robust stability of overall systems. Furthermore, we discuss the problem that may be exposed when disturbance observer is applied to the internally stable system with saturation, and analyze two methods to overcome input saturation problem in the sense of internal stability. Simulations have been carried out to show the effectiveness of the proposed controller.

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유도전동기의 속도 센서 없는 견실한 벡터 제어 (Rubust Vector Control of an Induction Motor without Speed Sensor)

  • 박태식;김성환;김남정;유지윤;박귀태
    • 전기전자학회논문지
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    • 제1권1호
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    • pp.55-63
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    • 1997
  • 본 논문의 목적은 유도 전동기의 속도 센서 없는 견실한 벡터 제어의 구현에 있다. 이를 위해 MRAS(Model Reference Adaptive System)를 사용하여 유도 전동기의 속도를 추정하였고 파라미터 변동에 견실한 두 개의 회전자 자속 관측기를 설계하여 MRAS 속도 추정기에 기준 모델과 추정 모델로 사용하였다. MRAS에 근거를 둔 전체 제어 기법은 2.2kW 유도 전동기의 벡터 제어 드라이브를 사용하여 실현되었으며, 본 논문에서 제한한 속도 센서 없는 벡터 제어 기법이 기존의 속도 센서 없는 제어 기법에 비해 보다 안정하고 견실함을 증명하였다.

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