• Title/Summary/Keyword: 관측기 설계

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State Estimation for Underwater Vehicles by Means of Cascade Observers (계단식 관측기에 의한 수중 차의 상태추정)

  • Kim, Dong-Hun
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.19 no.2
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    • pp.168-173
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    • 2009
  • This paper investigates the estimation problem of vehicle velocity and propeller angular velocity on the underwater vehicle. Inspired by but different from a high-gain observer, the cascade observer features a cascade structure and adaptive observer gains. In doing so the cascade observer attempts to overcome some of the typical problems that may pose to a high-gain observer. As in the case of a high-gain observer, the cascade observer structure is simple and universal in the sense that it is independent of the system dynamics and parameters. A cascade observer is used for the estimation of velocity from measured position. In the 1st step of the observer, the output is estimated, and the 1st order derivative of measured output is estimated via the 2nd step of the observer. Also, nth order derivative of the output is estimated in the (n+1)th step of the observer. It is shown that the proposed observer guarantees globally asymptotical stability. By simulation results, the proposed observer scheme for the estimations of vehicle velocity and propeller angular velocity shows better performance than the scheme based on the existing observer.

Intelligent Decentralized Observer Design for Discrete-Time Nonlinear Interconnected Systems (이산시간 비선형 상호결합 시스템을 위한 지능형 분산 관측기 설계)

  • Koo, Geun Bum
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.27 no.1
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    • pp.15-21
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    • 2017
  • In this paper, the decentralized fuzzy observer design technique is presented for discrete-time nonlinear interconnected systems, which are assumed to be with unknown interconnections. To design the decentralized fuzzy observer, the design problem is considered and the performance function is defined to solve the design problem. Based on the performance function, the sufficient condition is derived for the observer design, and its condition is formulated into linear matrix inequalities. Finally, by the simulation result, the validity of the proposed observer design technique is shown.

Novel Fuzzy Disturbance Observer based on Backstepping Method For Nonlinear Systems (비선형 시스템에서의 백스테핑 기법을 이용한 새로운 퍼지 외란 관측기 설계)

  • Baek, Jae-Ho;Lee, Hee-Jin;Park, Mig-Non
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.47 no.2
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    • pp.16-24
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    • 2010
  • This paper is proposed a novel fuzzy disturbance observer based on backstepping method for nonlinear systems with unknown disturbance. Using fuzzy logic systems, a fuzzy disturbance observer with the disturbance observation input is introduced for unknown disturbance. To guarantee that the proposed disturbance observer estimates the unknown disturbance, the disturbance observation error dynamic system is employed. Under the framework of the backstepping design, the fuzzy disturbance observer is constructed recursively and an adaptive laws and the disturbance observation input are derived. Numerical examples are given to demonstrate the validity of our proposed disturbance observer for nonlinear systems.

Nonlinear Observer Design for Satellite Angular Rate Estimation by SDRE Method (SDRE 기법을 이용한 위성 각속도 추정용 비선형 관측기 설계)

  • Jin, Jaehyun
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.42 no.10
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    • pp.816-822
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    • 2014
  • The estimation of the angular rate of a satellite has been discussed. A nonlinear observer has been proposed based on the state-dependent Riccati equation method. A sufficient stability condition for the convergence of estimation error has been presented. This condition is related to a state-dependent algebraic Riccati equation. It has been derived by transforming nonlinear error dynamics into a Lipschitz nonlinearity. An observer gain is obtained from this condition. Numerical simulations are presented to verify the proposed method.

Design of Time Delay Observer for a position control of BLDC motor acuation system (BLDC 모터 구동시스템의 위치제어를 위한 시간지연 관측기 설계)

  • Lee, Young-Cheol;Lee, Heung-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2004.07d
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    • pp.2185-2187
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    • 2004
  • 시간지연 상태추정 기법을 이용한 시간지연 관측기가 최근 제안되었다. 시간지연 관측기는 설계시 모델이 필요하지 않아 파라미터 변동 및 외란 등에 둔감하며 계산이 간단하여 실제 시스템으로의 적응이 용이하다. 본 논문에서는 시간지연 제어이론이 위치제어기로 적용된 유도무기용 BLOC 모터 구동시스템에서 속도센서를 사용하지 않는 시간지연 관측기의 설계내용을 기술하였다. 시간지연 관측기를 위한 최적의 고유치를 갖는 오차동력학 특성방정식을 선정하고 BLDC 모터 구동시스템에 대해 비선형 시뮬레이션을 수행하였으며 파라미터 변동에 대해 비교하였다.

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Local Observer Design for MIMO Nonlinear Systems (MIMO 비선형 시스템의 로컬 관측기 설계)

  • Lee, Sung-Ryul
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.45 no.1
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    • pp.9-14
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    • 2008
  • This paper presents an observer design methodology for a special class of multi input multi output(MIMO) nonlinear systems. First, we characterize the class of MIMO nonlinear systems with a triangular structure. Also, the observability matrices that plays an important role in proving the convergence of the proposed observer are generalized to MIMO systems. By using the generalized observability matrices, it is shown that under the boundedness conditions of system state and input, the proposed observer guarantees the local exponential convergence to zero of the estimation error.

Intelligent Digital Redesign of Observer-Based Output-Feedback Fuzzy Controller Using Delta Operator (델타 연산자를 이용한 관측기 기반 출력 궤환 퍼지 제어기의 디지털 재설계)

  • Moon, Ji Hyun;Lee, Ho Jae;Kim, Do Wan
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.22 no.6
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    • pp.700-705
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    • 2012
  • This paper addresses an intelligent digital redesign (IDR) technique for observer-based output-feedback control systems, in order to efficiently convert a pre-designed Takagi-Sugeno fuzzy model-based analog controller into a sampled-data one in the sense of state matching. A delta operator is used to get an asymptotic relation between the analog and the sampled-data control systems. The IDR problem is viewed as a minimization problem of the norm distances between linear operator to be matched. The condition is represented as linear matrix inequalities, and the separation principle on the IDR is shown.

The Design of Membership-function-dependent Observer-based Controller Using Takagi-Sugeno Fuzzy Model (소속함수 의존성을 이용한 Takagi-Sugeno 퍼지 시스템의 관측기 기반 제어기 설계)

  • Kim, Ho-Jun;Joo, Young-Hoon;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.1758-1759
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    • 2011
  • 본 논문은 비선형 시스템의 소속함수 의존성을 이용한 관측기 기반 퍼지 제어기 설계 기법을 제시한다. Takage-Sugeno (T-S)퍼지 모델링을 이용해 비선형 시스템을 퍼지 모델로 표현한다. 시스템의 안정화 조건은 소속함수의 의존성을 이용한 리아푸노프 안정도 해석 방법을 이용해 유도된다. 안정화 조건은 선형 행렬 부등식으로 표현되며, 부등식의 해를 이용해 제어기의 이득값을 구한다. 모의실험을 통해 설계된 제어기의 타당성을 검증한다.

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Observer-Based Output Feedback Controller Design of Fuzzy Multi-Agent Systems for State Consensus (퍼지 다개체 시스템의 상태 일치를 위한 관측기 기반 출력 궤환 퍼지 제어기 설계)

  • Moon, Ji Hyun;Lee, Ho Jae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.1304-1305
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    • 2015
  • 본 논문은 타카기--수게노 퍼지 다개체 시스템의 상태 일치를 위해, 관측기 기반 출력 궤환 퍼지 제어기의 설계 기법을 제안한다. 각 개체간의 통신 네트워크는 그래프 이론을 통해 나타내며, 제어기의 설계 조건은 선형 행렬 부등식으로 표현한다.

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Design of a Sliding Type Fuzzy Observer for Robot Motor Control (로봇모터 제어를 위한 슬라이딩형 퍼지관측기 설계)

  • Kim, Sang-Hoon;Kim, Jung-Hyun
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.59-62
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    • 2010
  • 로봇모터제어에 사용되는 서보전동기의 센서리스 운전에 대한 초기의 연구에서는 전동기의 전압과 전류를 측정하여 전동기 모델로부터 속도를 연산하는 방식을 취해왔으나, 근래에는 현대제어 이론 중 관측기 이론을 적용하여 속도 추정 및 센서리스 운전을 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 본 논문에서 설계한 슬라이딩형 퍼지 관측기의 속도추정 성능을 검증하기 위해 먼저 슬라이딩 관측기를 이용하여 전기자 전류의 도함수를 추정하고 속도관측기인 Luenberger 관측기의 이득을 퍼지 제어 기법을 이용하여 관측기 이득을 최적 값으로 선정하고 이것을 이용하여 직류 서보 전동기의 속도제어에 적용하였다.

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