본 연구는 슬라이딩 모드개념을 이용한 비선형 견실 상태 추정기의 선박 위치제어시스템에 대한 적용에 관한 연구이다. 개발된 상태추정기는 제어기 설계에 필요한 동적 모델에 있어서 고려되지 않은 비선형성과 불확실성 및 외란이 존재하더라도 견실히 상태추정을 수행할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 선박의 속도 및 유체력으로 인한 외란의 추정이 가능하며, 파랑으로 인한 고주파 운동응답을 여과시킴으로 불필요한 작동기의 동작과 과도한 연료손실을 방지할 수 있다. 특히 상태 추정기에 불연속 함수를 도입함으로 비선형성, 외란 및 불확실성에 대해 강인한 특성을 가지고 있다. 제안된 상태추정기에 기초하여 Observer backstepping 방법을 이용한 위치 제어기가 설계되었으며, 제어시스템의 안정성을 Lyapunov 법을 이용하여 검증하였다. 일련의 수치 시뮬레이션을 수행함으로서 제안된 상태추정기 및 제어기의 선박위치제어시스템으로서의 성능을 예증하였다.
이산기간 H/sub .inf./ 제어에 의한 최적 예견제어기를 제안한다. 기존의 H/sub .inf./ 제어기는 미지의 외란만 고려한 것이고, LQ 에 의한 예견제어기는 예견 가능한 외란과 미지의 외란이 동시에 가해지는 동적 시스템의 전달함수 행렬의 infinity 놈의 최소화하는 피드백제어기가 동시에 설계된다. 제어기의 설계는 full-information H/sub .inf./ 제어 이론을 따르나, 그 유도 과정은 LQ 에 기초한 예견제어기와 유사하게 이루어진다. 설계된 H/sub .inf./ 예견 게인 행렬은 LQ 예견 게인 행렬과 유사한 구조를 갖는다. 전달함수 행렬의 infinity 놈이 .inf.로 갈수록 H/sub .inf./ 예견 게인 행렬은 LQ에 의한 것에 접근한다. LQ 예견 게인 행렬은 H/sub .inf./ 예견 게인 행렬의 부분 집합임이 입증한다.
최신 제어이론의 한 분야인 이산사건 동적시스템 (DEDS ; Discrete Event Dynamic System) 제어이론을 원전의 제한 계통에 적용하였다. 이산사건 이론을 원전의 제한 계통 제어 절차에 적용하면 보다 체계적이고 조직적으로 제한 계통을 위한 제어기를 구축할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 제한 계통 상태 및 운전원의 조치사항을 이산사건 시스템으로 모델링하여 제약조건에 맞는 수퍼바이저를 구성하고 이를 바탕으로 제한 계통 제어기를 구축하는 방법을 제시하였다.
양방향 DC-DC컨버터는 일반적으로 아날로그방식이 사용되고 있다. 그러나 충 방전기로 사용하게 되면 모드전환 시 과도 응답특성이 좋지 않은 문제가 있다. 이에 대한 대안으로 디지털 제어기를 사용하게 되면 진보된 알고리즘들을 이용하여 시스템의 성능을 향상 시킬 수 있다. 본 본문에서는 전기이중층 콘덴서(EDLC)를 이용한 동적전압보상장치(DVR)의 양방향 충/방전 시스템을, Buck/Boost 양방향 컨버터를 이용하여 구현하고, DSP(TI사 TMS320F28335)를 이용한 디지털 제어기를 적용하였다. 모의실험 및 하드웨어를 구성하여 실험한 결과, 양방향 시스템의 과도응답특성 개선과 시스템 성능 향상을 보여준다.
본 논문에서는 오류 상호 인지 및 제어 기능이 있는 IP-USN 기반의 멀티미디어 공동 작업 환경에 대하여 기술한다. 동적 오류 관리를 위해서 상호 인지가 필요하다. 상호 인지란 상호 작업 이해, 참여자 관계 설정 등 결합이라는 구현 기술을 말한다. 인지의 구현 방법에는 파일 공유, 윈도우 복사, 윈도우 오버레이, 또는 윈도우 공유 등이 있다. 윈도우 오버레이 기능에 세션 제어, 발언권 제어 등을 추가한 윈도우 공유 방법을 기술한다.
본 논문은 저비용이면서 정확한 제어를 수행하는 새로운 퍼지 제어기의 재구성 가능한 FPGA 시스템상의 구현을 다룬다. 제안한 퍼지 제어기 (Fuzzy Logic Controller : FLC)의 시스템 구조와 이의 VHDL 설계 및 시뮬레이션은 다른 논문에 나타나 있다. 제안한 퍼지 제어기의 구현 과정은 다음과 같다. 각 모듈은 VHDL 언어에 의해서 기술된 뒤, Synopsys사의 FPGA 컴파일러에 의해 합성된다. 합성된 각 모듈은 Xilinx사의 XactStep 6.0에 의해 최적화 및 배치, 배선이 이루어진다. 얻어진 Xilinx rawbit 파일은 VCC사의 r2h에 의해 C 언어의 header 파일 형태의 하드웨어 object로 변환된다. C언어 형태의 하드웨어 object를 포함하는 응용 제어 프로그램이 C 컴파일러에 의해 컴파일된 후, 이 실행 파일이 재구성 가능한 FPGA 시스템 상에 다운로드된다. 제안한 퍼지 제어기를 EVCI 보드 상에 동적으로 구현하여 트럭 후진 주차 제어에 사용할 때 걸리는 시간을 Synopsys사의 VHDL 시뮬레이터와 워크스테이션상에서 C언어에 의해 구현하여 트럭 후진 주차 제어에 사용할 때 걸리는 시간을 각각 비교하였다.
본 논문은 동적전압보상기(DVR)의 제어를 위한 우수한 성능의 디지털제어기를 제시하고 제어이득(Control Gain)의 설정에 관하여 논한다. DVR계통의 전력회로를 분석하여 DVR의 운전한계를 찾고 그에 따른 제어목표 및 제어기 구조를 제시한다. 디지털 제어기는 인버터의 PWM 스위칭과 함께 제어시스템의 시간지연을 야기한다. 이러한 시간 지연은 제어시스템의 전달함수를 1차수 높게 하여 제어시스템을 더한층 복잡하고 불안정하게 한다. 본 논문은 제어기의 시간지연을 고려하여 제안된 제어기의 이득을 설정하는 방법을 제시하고 인버터의 스위칭 주파수와 관련하여 출력측 필터요소의 설계지침을 제시한다. 제안된 설계방법에 의하여 전디지털화(Full Digital Control) 된 DVR 시스템을 제작하여 이론을 검증한다.
앨버트로스는 동적 활공 기법을 이용하여 수평풍으로부터 에너지를 얻어 날갯짓 없이 장거리를 비행할 수 있다. 이러한 동적 활공 기법을 유/무인기에 적용하여 비행체에 요구되는 자원을 최소화하고 경량화, 소량화를 달성하여 주어진 임무를 효과적으로 수행할 수 있다. 본 논문에서는 앨버트로스의 동적 활공 기법을 모사하기 위하여 최적의 동적 활공 비행 궤적을 도출하고 이를 추종하기 위한 제어 구조를 설계하여 시뮬레이션을 진행한다. 특히나 동적 활공 시뮬레이션을 더욱더 현실과 근접하게 모델링하기 위해 매 순간 변화하는 수평풍 모델을 제안한다. 이를 통해 시변 수평풍 모델이 무인 비행체의 동적 활공 임무를 수행하는데 미치는 영향을 파악하고 분석한다.
본 연구에서는 자동화된 VLSI 제조 시스템 환경에서의 로트 조정기 및 범용 셀 제어기의 구축에 필요한 새로운 소프트웨어 구조 및 프로토콜을 제시하였다. 반도체 제조 시스템의 운용 제어 활동은 로트 조정기와 범용 셀 제어기가 상호 협조적으로 통신하는 클라이언트/서버 구조로 모형화 되었으며, 로트 조정기는 하나 이상의 작업을 수행할 수 있는 범용 셀 제어기에 작업을 의뢰하는 클라이언트로서 작동된다. 반도체 제조 시스템의 운용 소프트웨어와 관련된 기존의 연구들이 개념적인 구조와 전략 만을 다루었던 것과는 달리, 본 연구에서는 생산 설비 뿐만 아니라 물류운반 장치의 제어를 위하여 상세한 수준에서의 설계가 제시되었다. 본 연구의 특징으로는 설비 구성, 로트 형태, 일정 계획 규칙 등의 변경에 대한 동적 재구성 가능성을 들 수 있다. 또한 제안된 설계는 상용화된 프로세스 통신 기능을 사용하여 구현이 용이하다.
본 논문에서는 요구되는 성능을 만족시키는 최적 Fuzzy PI 제어의 정압제어로의 효율적인 적용 및 성능 향상을 위하여 유전자 알고리즘(GA: Genetic Algorithm)을 이용한 제어 설계 방법을 제시 한다. PID제어기는 이해가 쉽고 구조가 간단하여, 실제 구현이 용이하여 공정 산업분야에서 가장 널리 사용되고 있는 제어기 이다. 따라서 단일 입 출력 선형 시스템 에서는 우수한 성능을 보이나 동적 시스템, 고차 시스템 및 수학적 모델 선정이 어려운 시스템에서는 비효율 적이다. 반면, Fuzzy 제어기는 인간의 지식과 경험을 이용한 지적 제어방식으로 IF-THEN형식의 규칙으로부터 제어 입력을 결정하는 병렬형 제어기이다. 이는 과도상태에서 큰 오버슈트 없이 설정치에 도달하게 하는 속응성과 강인성이 좋은 제어기법으로 비선형성이 강하고 불확실하며 복잡한 시스템을 쉽게 제어 할 수 있다는 장점을 지닌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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