• 제목/요약/키워드: 구조 제어

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구조물의 에너지 확률분포를 이용한 능동제어 알고리듬 (Active Control Algorithm Using Probability Distribution of the Energy of Structure)

  • 황재승;이상현;박지훈;민경원
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.73-80
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    • 2001
  • 구조물이 가지는 에너지의 확률밀도함수를 이용한 능도제어 알고리듬을 제안한다. 구조물의 에너지는 Rayleigh 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 이것은 에너지가 항상 양의 값을 가지고 최소에너지가 발생할 확률은 1이라는 조건을 Rayleigh 확률분포가 만족시킨다는 사실에 근거한다. 제어력의 크기는 가정된 확률밀도함수에 따라 구조물의 에너지가 설계자에 의해 설정된 에너지 임계값을 넘을 확률의 크기에 비례하도록 산정되며, 제어력의 방향은 Lyapunov 제어기 설계기법에 따라 결정된다. 제시된 알고리듬은 LQR 제어기와 비교하여 최대응답을 줄이는 효과를 가지며, 제어력의 임계를 고려할 수 있는 장점을 가진다. 또한 Lyapunov 제어기에서 발생가능한 채터링(chattering)현상을 피할 수 있다.

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비선형 구조물에 대한 수정 슬라이딩모드 제어알고리즘 성능 평가 (ExperimPerformance Evaluation of Modified Sliding Mode Control Algorithm for Nonlinear Structures)

  • 이상현
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.147-155
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    • 2007
  • 본 논문에서는 수정 슬라이딩 모드제어기의 비선형 이력구조물의 지진응답 제어성능이 평가되었다. 수정 슬라이딩모드 제어는 제어력을 계산하기 위해 Lyapunov함수의 목표변화율을 이용하는 기법으로 기존 연구에서는 선형구조물에 대한 성능만이 조사되었다. 그러나 강진시 대부분의 구조물은 비선형 거동을 보인다는 점을 고려할 때 기존 연구의 결과는 실제 적용에 있어 제한점을 가지고 있다. Bouc-Wen 모델을 사용하여 구조물의 비선형 거동을 모델링 하였으며, 이력이선형 단자유도 구조물에 대한 통계해석과 비선형이력 면진구조물에 대한 해석결과는 제안된 수정 슬라이딩모드 제어알고리즘이 기존의 슬라이딩모드 제어기보다 우수한 성능을 가짐을 보여준다.

자율로봇을 위한 계획기반의 제어 구조 (A Plan-Based Control Structure for Autonomous Robots)

  • 김하빈;김인철
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (B)
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    • pp.142-144
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    • 2006
  • 본 논문에서는 주문형 작업계획 생성기와 실행기의 연동을 통해 Sony사에서 개발된 AIBO로봇의 행동을 제어하는 계획기반의 제어구조를 개발하였다. 그리고 이 제어구조의 효과를 알아보기 위해, 미로 속에서 경로를 계획하고 이동하는 작업에 이 제어 구조를 적용하고 실험하였다.

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유도전동기의 위치제어 시스템을 위한 가변구조제어기의 떨림저감 (Chattering Reduction of Variable Structure Controller for Position System of Induction Motor)

  • 김영조;김현중
    • 전자공학회논문지T
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    • 제35T권2호
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    • pp.39-47
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    • 1998
  • 가변구조 제어기는 이론적으로 빠른 응답특성을 가지며 오버슈트가 없고 외란이나 파라미터 변동에 강인한 제어기로 알려져왔다. 그러나 가변구조 제어기는 모델링과정에서 무시된 플랜트의 고주파 동특성을 여기할 수 있고, 또 시스템을 구성하는 소자들에 손상을 줄 수 있는 채터링현상이 발생하기 때문에 산업현장에서 널리 적용되지 못하고 있다. 본 논문에서는 채터링을 저감시키기 위한 개선된 가변구조 제어기를 제안하고 유도전동기의 위치제어에 적용한다. 기존의 가변구조 제어기는 한 개의 스위칭면을 중심으로 고주파 스위칭을 행하여 시스템의 구조를 절환한 반면에, 개선된 가변구조 제어기는 한 개의 면 대신 슬라이딩 영역을 이루기 위해 두 개의 스위칭면을 가지며 이 영역 내에서 저주파 스위칭으로써 시스템 구조를 절환하게 된다. 그러므로 제안된 알고리즘은 기존의 가변구조 제어기가 가지는 빠른 응답성이나 강인성을 유지하면서 고주파 채터링을 저감시키는 특징을 가지며 전동기정수 변동에도 양호하게 동작하고 있다. 제안하는 제어기의 타탕성을 확인하기 위해 실험을 행하였다.

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이중 속도 제어 구조에 의한 서보 제어기의 비선형 마찰 토크 보상 (A Nonlinear Friction Torque Compensation of Servo System with Double Speed Controller)

  • 이동희;최철;김철우
    • 전력전자학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.612-619
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    • 2004
  • 회전형 전동기와 볼스크류 및 타이밍 벨트를 이용한 서보 시스템은 NC, 가공기, 로봇 및 공장 자동화를 포함하여 산업 시스템 전반에 널리 사용되고 있다. 하지만, 동력의 전달에서 발생하는 비선형적인 마찰 및 댐핑현상은 제어 시스템 전체의 성능을 감소시키고, 특히 저속 정역 운전에서 그 영향이 크게 나타난다. 본 논문에서는 서보 제어시스템에서 발생하는 비선형적인 마찰 토크의 보상을 위해 가중치를 가지는 이중 제어 구조를 적용하였다. 본 논문에서 제안된 이중 제어 구조는 서보 제어 시스템에서 널리 사용되는 PI 속도 제어기 내부에 비선형적인 마찰 토크의 영향을 보상하는 내부 제어기를 가지는 구조이다. 특히, 내부의 제어기는 마찰 토크에 의한 시스템의 속도오차에 대하여 가중치를 가지는 구조로 설계되어 있고, 제어기의 이득은 외부 속도 제어기의 이득에 대하여 비례적으로 적용되므로, 안정성이 매우 높고 구조가 매우 간단하다. 본 논문에서 제안된 이중 제어 구조에 의한 비선형 마찰 토크 보상 방식은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 그 성능을 검증한다.

바닥판 구조물의 진동제어를 위한 준능동 TMD의 적용 (Application of Semi-active TMD for Floor Vibration Control)

  • 김기철;곽철승
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제7권5호
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    • pp.49-56
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    • 2007
  • 바닥판 구조물의 진동제어를 위한 제어시스템으로 제어력의 조절에 따라서 수동, 능동, 준능동 제어 시스템이 구분할 수 있다. 본 논문에서는 MR감쇠기와 수동 TMD를 조합한 준능동 TMD(MR-TMD)의 제어기법에 따른 바닥판 구조물의 진동제어성능을 알아보았다 MR-TMD의 감쇠기 모형화 방법에 따라서 Groundhook 모델과 Skyhook 모델이 있으며 주구조물인 바닥판 구조물의 진동제어에 있어서는 Skyhook 모델보다 Groundhook 모델보다 효과적인 것을 볼 수 있다. 그러나 TMD변위가 제한적인 경우에 MR-TMD의 감쇠기를 Skyhook 모델로 모형화하여 진동을 제어할 필요가 있다 그리고 Hybrid 제어기법을 적용할 경우에 바닥판 구조물과 TMD를 동시에 최적으로 제어할 수 있으므로 우수한 제어성능을 보이고 있다.

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센서/액츄에이터 콜로케이션을 이용한 트러스 구조물에 대한 구조계와 제어계의 동시 최적설계 (Simultaneous Optimum Design of Structural and Control Systems for Truss Structure with Collocated Sensors and Actuators)

  • 타다유키오;박중현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권11호
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    • pp.133-138
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    • 1999
  • 3차원 트러스 구조물을 설계대상으로, 구조계와 제어계의 동시최적설계문제에 대하여 고찰하였다. 구조 설계에대한 최소중량설계와 제어 설계에대한 외란 억제문제를 설계목적으로 고려하였다. 그리고, 본연구의 유용성을 입증하기위한 수치 시뮬레이션의 결과를 기술하였다.

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제어기의 최적위치선정을 고려한 구조물의 최적 능동지진제어 (Optimal Active Seismic Control of Structures with Optimum Location of Active Controllers)

  • 조창근;권준명;박태훈;박문호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.179-189
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    • 2008
  • 본 연구는 능동텐던을 이용 지진을 받는 구조물의 최적 능동제어 방법에 관한 수치해법 적용 및 프로그램 개발에 목적이 있다. 능동텐던 시스템에 의한 제어이론을 적용하기 위해서 Ricatti 폐회로 알고리즘을 이용하였으며, 시간지연 문제를 고려하였다. 최적제어의 정식화를 위해서 SUMT기법의 최적화에 의해 성능지수를 최소로 하는 최적 가중치행렬을 추정토록 하였다. 구조물에서의 능동텐던의 최적 위치 선정을 위해서 가제어지수에 의한 방법을 소개하였다. 수치 예를 통해, 제어기의 최적 위치선정을 고려한 능동최적제어가 지진하중을 받는 구조물의 성능제어에 우수한 효과를 나타내는 것으로 평가되었다.

하중의 불확실성을 고려한 선형구조제어 시스템의 최적설계 (Optimal Design of a Linear Structural Control System Considering Loading Uncertainties)

  • 박원석;박관순
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.1-9
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    • 2011
  • 불확실성을 가지는 하중의 변동성을 고려한 구조제어시스템의 최적설계방법에 관하여 연구하였다. 일반적인 제어시스템의 설계 문제가 구조물과 제어시스템간의 상호작용 고려하여 구조-제어 시스템을 최적화이나, 이 연구에서는 하중-구조물-제어 시스템간의 상호작용에 대한 최적설계방법에 관하여 다루었다. 구조물의 응답을 최대화하는 하중과, 이를 최소화하는 구조제어시스템을 동시에 구하는 최대-최소문제(Min-max Problem)를 정식화하고, 최적설계변수를 효율적으로 찾는 방법으로 병렬진화 알고리즘을 이용하여 불확실성이 존재하는 선형구조제어시스템의 최적설계방법을 제시하였다. 지진하중을 받는 구조물의 제진시스템 설계 예 및 수치해석을 통하여 연구한 방법의 타당성을 검증하였다.

가변구조제어에 의한 조준경 고각 안정화 (Stabilization of Elevation for Gunner Primary Sight Using Variable Structure Control)

  • 허남수;이정규;김주상;김중완;이만형
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1649-1656
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    • 1991
  • 본 연구에서는 가변구조제어에 의한 조준경 고각 안정화를 모색하였다. 이 를 위해 조준경 고각 안정화 시스템의 운동 방정식을 이용하여 가변구조제어기를 설계 하였으며 방정식을 이용하여 가변구조제어기를 설계하였으며 실제 주행시험결과 측정 된 차량의 각속도를 외란으로 사용하여 컴퓨터 시뮬레이션하여 가변구조제어에 의한 조준경 고각 안정화가 동적안정도를 충족시킴을 보였다.