• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.11b
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• pp.179-182
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• 2004

본 논문에서는 Lie Group theory에 기준한 $H_{\infty}$ 스위칭 제어기에 의한 비선형 전력계통안정화장치 (NPSS)를 설계하고 이를 1기 무한 모선에 적용하여 제안된 제어기의 제어효과 및 영향분석을 실시하였다. 이 분석에 사용된 기존의 PSS type은 Lead-lag 형태의 선형화 제어기이며, 제안된 제어기는 전력계통에 매우 강한 비선형을 반영하여 제어가 가능한 Lie Group theory에 기준한 비선형 제어기로 되어있다. 제안된 Lie Group theory에 기준한 비선형 전력계통안정화장치 (NPSS)의 효과분석은 MATLAB을 이용하여 1기 4차 비선형 전력계통의 모델에 적용하여 시뮬레이션하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07b
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• pp.894-896
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• 1999

PID 제어는 50년의 역사를 갖기 때문에 현장의 사용자는 이 제어방식에 익숙해져 있으며, 제어장치의 구성이 간단하며 제어기의 최적동조가 가능하므로 많은 분야에서 사용되고 있다[1]. 그러나 PID 제어기에 의해서 얻은 결과에 대하여 만족하기 위해서는 많은 시행착오를 겪어야 한다. 또한 만족하는 결과를 얻었다고 할지라도 외란, 플랜트의 동특성이 바뀌는 경우 시스템을 추종하지 못하기 때문에 파라미터를 재조정하여야 한다. 유전 알고리즘은 자연세계의 진화 현상에 기초한 계산모델로서 John Holland에 의해서 1975년에 개발된 전역적인 최적화 알고리즘이며[1][2], 비선형 고차원, 불연속, 다중모드, 노이즈 함수 등에 대하여 강건함을 보여주고, 복잡한 탐색 공간에서 최적 값을 스스로 발견하는 학습 능력을 갖는다. 이 방법은 재생산, 교배, 돌연변이를 통하여 최적해를 찾은 방법으로 1989년에 D. E. Goldgerg에 의해서 체계적으로 정리된 후 여러 분야에서 응용되고 있다[3][4]. 그러나 유전 알고리즘은 목적함수만을 이용하여 해집단을 탐색하기 때문에 숙련운전자가 원하는 제어 특성 명세인 상승시간, 정착시간, 초과량(oveshoot) 둥을 구체적으로 명시하여 제어에 반영할 수 없다. 또한, 유전 알고리즘은 입력 값이 크게 바뀔 경우 다른 시스템으로 인식하여 새로운 탐색을 수행하는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 첫째, 기준모델을 도입하여 플랜트의 성능을 기준모델로 표현하여 플랜트가 요구하는 성능지표를 정량적으로 규정하는 것이 가능하였다. 또한, 이것은 미지 플랜트 동특성을 식별하기 위한 신호로 사용되어, 플랜트의 정보를 얻는데 이용되었다. 즉, 기준모델과 플랜트 출력사이의 추종 오차 정보가 적응기구인 PID 유전제어기의 입력으로 사용되며, 구형파 입력의 경우에도 기준모델과 플랜트의 출력차는 크게 변하지 않는다. 따라서, 유전 알고리즘의 목적함수에 기준 모델을 제안 적용하여 안정적이고, 세밀한 제어를 수행하였다. 둘째, PID의 간단하면서 확실한 제어가 가능하다는 점과 전역적인 최적값을 찾을 수 있는 유전 알고리즘을 적용하여 고속제어를 요하는 직류 서보 모터(DC Servo Motor) 운전 시 실시간 파라미터 동조에 적용하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.1
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• pp.126-132
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• 2012

This paper suggests a design method of the model-following H${\infty}$ control system having robust performance. This H${\infty}$ control system is designed by applying genetic algorithm(GA) with reference model to the optimal determination of weighting functions and design parameter ${\gamma}$ that are given by Glover-Doyle algorithm which can design H${\infty}$ controller in the state space. These weighting functions and design parameter ${\gamma}$ are optimized simultaneously in the search domain guaranteeing the robust performance of closed-loop system. The effectiveness of this H${\infty}$ control system is verified by applying to the boiler-turbine control system.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.4 no.1
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• pp.134-140
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• 1998

포항제철 2열연공장의 사상압연에 사용되고 있는 DC 모터를 가지는 열간압연 구동기에 대한 견실 H/sup .inf./ 속도제어기 설계방법을 제안한다. 기존에는 PI 재어기법을 이용하여 속도를 제어하고 있으므로 불확실성과 외란등이 존재할 경우 양호한 제어 성능을 얻기 힘들다. 이를 해결하기 위해 주파수 하중 함수를 가지는 혼합감도최소화 문제를 설정하여 견실성을 보장하는 H/sup .inf./ 속도제어기를 설계한다. 이때 주파수 하중함수는 루프쉐이핑기법을 이용하여 주어진 구동기 플랜트에 적합하도록 선택한다. H/sup .inf./ 속도제어기 설계는 Pasek이 제시한 DC 모터의 모델링 방법에 의해 얻어진 모델을 포함하는 구동기 모델에서 속도제어기 부분을 제외한 모델을 대상으로 한다. 제안한 견실 속도제어기 설계방법은 파라미터 변화나 부하토크 변동 등의 외란에 대하여 폐루프 시스템의 견실안정성과 원하는 속도에 좋은 추적 성능을 보인다. 제어 대상인 포항제철 2열연공장의 열간압연 구동기에 대한 시뮬레이션을 통해 기준속도 추적성, 응답속도, 불확실성과 외란에 대한 견실성 등의 성능에 기존의 PI 속도제어기보다 양호함을 확인함으로써 제안한 견실 H/sup .inf./ 속도제어기 설계 방법의 타당성을 보인다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.06a
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• pp.607-609
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• 2008

본 논문에서는 태양광 발전 및 연료전지 시스템에서 사용되는 계통 연계형 인버터에 적용 가능한 새로운 전류제어기 설계방법을 제안한다. 제안된 상태궤환 전류제어기는 극점배치기법을 이용하여 주어진 시스템 요구사항에 따른 체계적인 제어기설계가 가능하며, 계통 전압과 동상을 가지도록 계통 주입전류를 제어한다. 이에 따라, 사인입력 기준전압을 추적할 수 있는 상태궤환 제어 알고리즘을 인버터의 대신호 평균 모델을 이용하여 설계하고, 200W급 계통 연계형 2단 구조 태양광 발전 전력변환 축소 시스템의 실험을 통하여 그 성능을 검증한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07d
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• pp.2658-2660
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• 2000

본 논문은 주파수역에서의 모델매칭을 이용하여 강인한 성능의 PID 제어기 튜닝법을 제안하였다. 이를 이용하여 부하토크 외란에도 강인한 성능의 BLDC 모터의 속도제어기를 설계하였다. 부하토크 외란이 존재하여도 주어진 기준명령을 강인하게 추종하도록 $H_{\infty}$ 제어를 이용하여 속도제어기를 설계한 후, 설계할 PID 제어계의 루프 전달함수와 설계된 $H_{\infty}$ 제어계의 루프 전달함수간의 오차가 주파수역에서 최소가 되도록 PID 제어기 파라미터를 튜닝하였다. BLDC 모터의 속도제어 시뮬레이션을 통하여 설계된 강인 PID 제어기의 성능을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.240-245
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• 1995

제어이론의 역사적 발전사를 고찰해보면 1930년대부터 1960년대까지를 고전 제어(classical control) 시대로 분류되고 이때 주로 사용되었던 용어들은 주파수역(frequency domain)에서 사용된 개념인 극점(pole), 영점(zero), Nyquist, 근궤적(root-Locus) 선도(plot)등으로 대표된다. 그 다음단계인 현대 제어(modern control) 시대 (1960년대-1980년대)때는 새로운 개념들이 도입 되었는데 시간역(time domain)에서 사용되는 상태공간(state-space) 모델, 가제어성(controllability), 가관측성(observability), Kalman 필터, LQG 제어 등이다. 1980년대부터 현재까지를 강인제어(robust control) 시대로 분류하는데 이것의 특징들은 극점이나 영점 대신 상태공간 모델을 사용하여 주파수역에서 정의되는 개념들인 H$_{\infty}$ 합성법, .$\mu$ 해석법, LQG/LTR 및 QFT, Lyapunov 등으로 대표된다. 현대제어시대때는 제어기 K는 공칭 플랜트 모델 G$_{0}$를 기준으로 설계되었으나 실제로 공칭 플랜트 모델은 실제 플랜트와 항상 같을 수가 없었다. 따라서 실제 플랜트 G는 G=G$_{0}$ + .DELTA.G로 표현되며 여기서 .DELTA.G는 플랜트 불 확실성(plant uncertainty), 즉 실제 플랜트와 공칭 플랜트의 차이를 나타낸 다. 이 플랜트 불확실성은 제어기가 실제 응용되어 사용되었을 때 제대로 작동하지 않는 주요 이유중에 하나이다. 이와 같은 상황에서 안정도 강인성 (stability robustness) 및 성능 강인성(performance rosubtness)의 보장은 상 당히 중요한 문제로 대두되었으며 주어진 플랜트 불확실성하에서 이러한 강이성들이 보장되는 제어이론들 중 H$_{\infty}$ 제어이론이 많이 연구/응용 되고 있다. 특히 공칭 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 불확실성 모델은 직접적으로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.13 no.5
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• pp.913-921
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• 2009

This paper suggests a deign method of the model-following $H{\infty}$ control system having robust performance. This $H{\infty}$ control system is designed by applying genetic algorithm(GA) with reference model to the optimal determination of weighting functions and design parameter ${\gamma}$ that are given by $H{\infty}$ control theory. These weighting functions and design parameter ${\gamma}$ are optimized simultaneously in the search domain guaranteeing the robust performance of closed-loop system. The effectiveness of this $H_{\infty}$ control system is verified by computer simulation.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.16 no.3
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• pp.298-311
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• 1991

빈 시스템에서 적정 팬을 선정하기 위해서, 빈에서 벼를 건조 혹은 통풍시킬 때 벼의 저항에 의해 발생되는 공기의 압력손실을 예측하는 모델을 개발하였다. 또한 벼의 건물 손실을 예측하기 위하여 벼의 호흡 모델을 개발하였다. 그리고 온도 및 습도 센서들을 이용한 자동계측 시스템을 사용하여 저장된 벼의 상태를 연속적으로 측정, 분석함으로써 벼의 통풍기준을 결정하고 이를 근거로 빈의 자동통풍 시스템을 개발하여 평가하였다. 공기의 정압 손실은 공기의 속도 및 벼의 함수율의 함수로서 나타내어졌으며, 일정 곡물 깊이에서 벼의 함수율이 낮을수록 그 정압손실은 증가하였다. 벼의 호흡에 의해 발생되는 이산화탄소의 양은 저장온도, 벼의 함수율, 저장 기간의 함수로서 나타낼 수 있었다. 벼의 안전 저장을 위해 곡물의 온도 및 함수율, 평형상대습도, 벼의 품질저하지수(deterioration index)에 대한 자동통풍 기준을 결정하였으며 이들을 이용해서 퍼스널 컴퓨터로 팬, 제습기 등의 통풍 장치들을 자동제어하는 자동통풍 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 곡물의 상태를 예측, 제어함으로써 14% 이하의 함수율과 4이하의 품질저하지수, 그리고 어떤 균류도 생성시키지 않음으로써 벼를 안전하게 저장할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.14 no.9
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• pp.68-79
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• 1997

A six DOF fine manipulator based on magnetic levitation is developed. Since most of magnetic levitation system are inherently unstable, a proposed magnetically levitated fine manipulator is implemented by use of an antagonistic structure to increase stability. From mathematical modeling and experiment, the equations of motion are derived. In addition, a six DOF sensing system is implemented by use of three 2-axis PSD sensors. A model reference-$H_{\infty}$ controller is applied to the system for the position control, In application of the fine manipulator, a wafer probing system is proposed to identify nonfunctional circuts. The probing system requires compliance to avoid destruction of DUT(device under test). A feedfor- ward-PD controllers are presented by the terms of the position accuracy, the settling time and the force accuracy.y.