본 논문에서는 틸트로터 항공기의 회전익 모드에 대한 자율비행 유도제어 알고리즘을 적응제어기법을 이용하여 설계하는 것이다. 이를 위해 우선 출력기반 근사적 궤환선형화 기법을 통하여 알고리즘의 내부루프를 구성하고 그로부터 발생하는 모델오차를 단일 은닉층-신경망을 적용하여 상쇄하였다. 그리고 리아푸노프 안정성 이론에 따른 적응제어 갱신법칙은 선형 관측기를 기반으로 설계하였다. 나아가 외부루프는 경로점 유도법칙으로부터 생성되는 궤적을 추종하도록 하였으며 특히 엄밀한 자동착륙 궤적추종 성능 향상을 위하여 방향각 및 비행경로각 시선유도법칙을 설계하였다. 틸트로터 비선형 모델 시뮬레이션 결과는 콜렉티브 입력에서 보이는 순간적인 작동기 포화현상 이외에는 만족할 만한 안정성과 추종성능을 보여 주고 있다.
파라미터 변동이나 외란에 강인한 영구자석 동기전동기의 궤환선형화 속도제어기를 설계하고 DSP를 이용하여 실험 시스템을 구현하였다. 시스템의 상태변수에 비하여 매우 느리게 변화하는 파라미터의 추정을 위하여 MRAS를 이용한 추정방법이 MIT rule을 이용하여 유도되었다. 외란이나 시스템의 상태변수 정도의 변화를 보이는 피라미터에 대하여는 그영향이 고려된 준-선형화 비간섭 모델이 유도되었다. 이 모델을 이용하여 제어시스템의 강인성을 얻고자 경계층을 가지는 Sliding mode 제어기를 설계하고 PD 제어기를 적용한 기존의 제어기와 비교하였다. 제안된 제어 방법의 유용성은 Simulation과 DSP에 기반한 실험 시스템을 통하여 검증하였다.
본 논문에서는 3상 AC/DC 컨버터의 적응 입출력 선형화와 영점 동특성식 제어 기법을 제안한다. 컨버터 출력 dc전압이 단위 역률을 유지하도록 회전 d-q 프레임의 q축 전류가 영의 값으로 유지되고 출력전압은 주어진 기준전압 $V_r$을 추종하도록 제어된다. 제안된 제어기법은 적응 프로세스를 이용해 파라미터 불확실성과 부하 전류 변화에 대해 견실하다. 제안된 제어 기법의 효용성과 타당성을 보이기 위해 시뮬레이션 연구가 수행되었다.
브러쉬없는 직류전동기의 위치제어시 새로운 제어방법을 제시하였다. 일반적으로 브러쉬없는 직류전동기의 모델식은 비선형특성을 갖는다. 이 비선형특성을 벡터제어에 근거한 filed orientation방법으로 선형화시켰고, 선형화된 시스템에 새로운 상태변수를 첨가한 상태변수 궤환(augmented state variable feedback)방법이 적용될 수 있음을 보였다. 또한 부하외란을 미지의 입력으로 본 0-관측기(0-observer)로 부터 관측하고 여기서 얻은값을 이용하여 응답이 빠른 feedforward로 보상하였다. 이로써 전체시스템의 응답특성을 변화시키지 않고도 외란에 안정한(robust)특성이 얻어짐을 보였다. 전체 시스템은 마이크로 프로세어 MC68000을 이용한 디지탈 제어기로 구현하였고, 각 제어 알고리즘에 대한 시뮬레이션 및 실험결과로 제안된 제어알고리즘의 효과를 보였다.
본 논문은 출력단에 LC필터를 갖는 3상 PWM 인버터의 출력전압을 일정전압/일정주파수로 제어하기 위한 새로운 비선형 제어기법을 제안한다. 출력 LC필터를 포함한 비선형 모델을 궤환선형화(feedback linearization) 이론을 통하여 선형화하고 선형 제어이론에 기초하여 제어기를 설계한다. 이 제어기는 LC 출력필터를 갖는 PWM 인버터를 사용하는 독립형 풍력발전 시스템에 적용된다. 제안한 제어기법은 정상상태와 부하변동의 과도상태에 대한 실험을 통하여 검증된다.
고체 산화물 연료전지는 $800{\sim}1000^{\circ}C$의 고온에서 작동한다. 고온 작동은 효율에 유리하지만 재료 요구 조건, 신뢰성, 열팽창 문제 등이 발생하여 온도 제어가 중요하다. 본 연구에서는 연료전지 시스템의 열관리를 위한 상태 공간 제어기를 설계하고 응답 특성을 확인하였다. 연료전지 스택과 열관리 핵심부품인 촉매연소기는 집중 용량법을 이용한 과도 응답 모델을 개발하였고, 구성품과 통합하여 정적 운전 특성을 확인하였다. 개발된 비선형 시스템을 정격 운전 조건에서 다중 입력과 출력이 가능한 상태 공간 식으로 선형화하였다. 부하에 따라 응답특성이 현저하게 달라지는 특성을 제어하기 위해 LQR 제어기를 설계하여 궤환 제어 시스템의 온도를 제어하였다. 상태 궤환 제어기가 적어도 두 개의 제어 게인을 가지고 운전 영역에 따른 응답을 보여줄 때, 원하는 온도 응답을 나타냄을 확인하였다.
In this paper, a feedback linearization control is proposed to regulate the output voltages of a three-phase four-wire inverter under the unbalanced and nonlinear load conditions. First, the nonlinear model of system including the output LC filters is derived in the d-q-0 synchronous reference frame. Then, the system is linearized by the multi-input multi-output feedback linearization. The tracking controllers for d-q-0-components of three-phase line-to-neutral load voltages are designed by linear control theory. The experimental results have shown that the proposed control method gives the good performance in response to the load conditions.
We consider the robust trajectory tracking control problem for a skid steering mobile robots. A dynamic model is derived accounting for the effects of wheel skidding. The control design utilizes the dynamic feedback linearization techniques, so as to obtain a predictable behavior for the instantaneous center of rotation thus preventing excessive skidding. The additive controller using the sliding mode type is then robustified against the unmodelled dynamics and parameter uncertainty. Simulation results show the good performances under excessively uncorrected estimations of the longitudinal forces and the lateral resistive forces caused by the skidding of the wheels in tracking trajectories.
A nonlinear controller based on feedback linearization method is proposed for an electromagnetic suspension system. After exactly linearizing the system with nonlinear feedback, linear control technique is applied. Modeling of stagger typed magnet is introduced and controlled for not only levitation, but guidance. By the feedback linearization, the nonlinear, MIMO system is linearized and decoupled, so we can use linear control law. The simulation of this system control skim is demonstrated. Robustness properties of the proposed controller with respect to the load variations and external disturbance is also analyzed for a multi input multi output system. In this properties, the boundary of variation is proposed.
Many nonlinear controllers for the power system are based on nonlinear models involving the power angle as an element of the state, and therefore the reference value for the power angle is needed. As this reference value is not generally available, it is difficult to apply such nonlinear control methods in practice. To deal with this problem, we present an input-output feedback linearizing control scheme by selecting the output as a combination of the squared voltage and the relative frequency. It is shown that the internal dynamics are locally stable with controllable damping, and that the frequency remains bounded for all time. Simulations illustrate the effectiveness of the proposed method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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