• 제목/요약/키워드: 모델추종제어

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비행체 시간지연을 고려한 정밀경로추종 PID 제어기법 (Tight Path Following PID Controller for a Vehicle with Time Delay)

  • 이인석;박상혁;이경호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제39권7호
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    • pp.618-626
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    • 2011
  • 무인항공기가 복잡한 지형이나 위험 지역에서 안전한 비행을 하기 위해서는 요구되는 경로를 정밀하게 추종할 수 있는 제어기법이 필요하다. 경로추종을 위해 사용되는 PID 제어기에서는 경로의 곡률을 앞먹임하여 추종성능을 개선할 수 있다. 한편 경로를 정밀 추종하기 위해서는 제어기의 이득을 크게 하는 것이 필요하나 비행체의 응답속도가 느린 경우 큰 경로 추종 이득을 사용할 경우 성능 저하 또는 불안정성이 발생할 수 있다. 여기서는 응답지연을 고려하여 앞먹임을 갖는 PID제어기의 설계방법을 고려하였다. 앞먹임에 필요한 경로정보를 간단히 얻기 위해 주어진 경로를 3차 스플라인 방법을 적용하여 3차 다항식으로 나타내었다. 설계한 제어기의 추종성능을 평가하기 위해 높은 고도에서 운용되는 느린 횡방향 동특성을 갖는 무인항공기에 대해 비선형 시뮬레이션을 수행하였다. 제어기에서는 횡방향 동특성을 1차 모델로 가정하여 반영하였다. 시뮬레이션을 통하여 동특성을 고려한 경우는 비행체가 주어진 경로를 매우 정밀하게 추종함을 확인하였다.

보일러-터빈 설비에 대한 기준모델 추종 퍼지 제어시스템의 설계 (A Design of Reference Model Following Fuzzy Control System for Boiler-Turbine Equipment)

  • 정호성;황창선;황현준
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제11권4호
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    • pp.82-91
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    • 1997
  • I보일러-터빈 설비는 화력발전소의 주전원설비 내지 자가발전설비로서 보일러는 연료를 연소시켜 그 열을 수관내의 물에 전달하여 필요한 증기를 얻는 설비이고, 터빈은 보일러에서 보내온 고온, 고압의 증기를 팽창시켜 기계적 에너지로 변환하여 그 에너지로 발전기를 회전하여 전기를 얻는 장치이다. 보일러-터빈 설비는 전기적 출력과 드럼내의 증기압 및 수위를 적절히 조절함으로써 발전소의 안정된 운전을 도모하고 발전용 연료의 절감 및 이를 통한 공해 저감을 이루어야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 이런 보일러-터빈 설비에 대한 제어시스템을 설계하는 한 방법으로서 기준모델 추종형 퍼지 시스템을 제안한다. 보일러-터빈 설비는 다변수 비선형 시스템으로서 일반적인 제어시스템 구성이 힘들지만, 오버슈트가 없으며 속응성이 좋은 기준모델을 선정하고 이 기준모델을 추종하도록 하는데 일반적인 1입력-1출력 퍼지제어기만을 적용하여도 기준신호에 대한 추종성 및 외란제거 능력 그리고 모델링 오차에 대한 강인성까지 나타내는 제어시스템의 설계가 가능하게 되었다. 따라서 전원설비로서의 보일러-터빈 설비에 대한 효율적인 제어시스템 설계방법으로 활용될 수 있을 것이다.

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비선형 추종제어를 위한 성층권비행선의 궤적 최적화 (Trajectory Optimization for Nonlinear Tracking Control in Stratospheric Airship Platform)

  • 이상종;방효충;장재원;성기정
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.42-54
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    • 2009
  • 비행체의 최적궤적문제에서는 최적화의 수렴성 및 효율성을 위해 3자유도 운동역학모델이 이용되며, 비선형 추종제어를 위해서는 6자유도 비선형 운동모델이 이용된다. 따라서, 3자유도 운동역학모델을 통해 획득한 최적궤적을 비선형 추종제어의 기준궤적으로 사용하는 경우에 두 모델간의 상이성으로 인한 문제가 발생하게 되며 성능이 보장하지 못한다. 본 논문에서는 이러한 두 모델간의 차이를 완화시키기 위한 새로운 최적궤적 생성 방법을 제안하였으며, 성층권비행선의 실제 구속조건과 성능조건 및 제트 스트림을 고려하여 최적궤적을 생성하고 기존 결과와 비교함으로써 제안한 방법의 장점을 검증하였다.

모델 매칭법과 규범모델 추종방식에 의한 디젤기관의 적응속도제어 (An Adaptive Speed Control of a Diesel Engine by means of a Model Matching method and the Nominal Model Tracking Method)

  • 유희한;소명옥;박재식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제27권5호
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    • pp.609-616
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    • 2003
  • The purpose of this study is to design the adaptive speed control system of a marine diesel engine by combining the Model Matching Method and the Nominal Model Tracking Method. The authors proposed already a new method to determine efficiently the PID control Parameters by the Model Matching Method. typically taking a marine diesel engine as a non-oscillatory second-order system. But. actually it is very difficult to find out the exact model of a diesel engine. Therefore, when diesel engine model and actual diesel engine are unmatched as an another approach to promote the speed control characteristics of a marine diesel engine, this paper Proposes a Model Reference Adaptive Speed Control system of a diesel engine, in which PID control system for the model of a diesel engine is adopted as the nominal model and Fuzzy controller and derivative operator are adopted as the adaptive controller.

슬라이딩 평면 예측에 기반한 이동 로봇의 경로 추종 제어 (Sliding Mode Prediction Based Tracking Control for Mobile Robots)

  • 문써레;최윤호;박진배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.448-449
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    • 2008
  • 본 논문에서는 이동 로봇의 경로 추종을 위해서, 비선형 모델 예측 슬라이딩 모드 제어(nonlinear model predictive strung mode control) 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방법에서는 미래의 슬라이딩 평면을 예측하고, 이에 따른 최적화된 제어기를 유도함으로써 슬라이딩 모드 제어기 단독으로 사용하는 제언 시스템에 비해 성능을 향상시킬 수 있다. 마지막으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 제어기의 성능을 검증하고자한다.

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I-PD 제어계에서 모델추종제어를 위한 전치보상기의 설계 (The Design of a Pre-Compensator for the Model-Following Control in the I-PD Control System)

  • 하홍곤
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.84-90
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    • 2004
  • 제어계에서 제어성능을 개선시키기 위해서 많은 제어기법들이 제안되어왔다. 궤환제어계에서 일반적으로 제어기의 출력이 제어대상의 입력으로 사용된다. 그러나 불필요한 잡음이 제어기의 출력에 포함된다. 그러므로 이러한 잡음을 제거하고 계의 응답특성을 개선시키기 위해서 전치보상기를 사용할 필요가 있다. 본 논문에서는 모델추종제어를 위한 전치보상기의 설계법을 I-PD 제어계에서 제안하였다. 제안한 전치보상기를 신경망으로 구현하였고, 계의 응답특성이 어떤 조건하에서 변할 때 원하는 응답이 되도록 전치보상기의 이득이 자동적으로 조정되도록 하였다.

가변구조 적응제어이론에 의한 원자로부하추종 출력제어에 관한 연구 (A Study on the Variable Structure Adaptive Control Systems for a Nuclear Reactor)

  • Sung Ha Kwon;Hee Young Chun;Hyun Kook Shin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제17권4호
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    • pp.247-255
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    • 1985
  • 본 논문은 가변구조모델추종제어(VSMFC)계 설계의 새로운 방법을 고찰한 것이다. 설계 개념은 가변구조계(VSS)와 슬라이드모드 이론을 사용하여 비선형 시변다변수계가 파라미터 변동이 있을지라도 모델추종을 정확히 하게끔 제어측이 가변구조를 갖게 하는 것이다. 본 논문의 방법을 실제 물리계에 적용할 때 컴퓨터 계산시간의 감소와 파라미터변동에 무관한 동적응답을 기대할 수 있다. 이론의 유효성을 밝히기 위해 VSMPC를 1000MWe의 불등경수형 원자로(BWE)에 적용하였다. 즉 원자로의 출력요구가 정격출력의 85∼90% 범위에서 변할 때 부하추종출력제어가 원활히 이루어지는가를 컴퓨터 시뮬레이션하였다. 12개의 비선형미분방정식으로 동특성이 주어지는 원자로에서 6차계 선형모델을 85% 정격치에서 구하고 여러범위에 걸쳐서 부하변동이 있을 때 파라미터변동을 극복하면서도 출력제어를 원활히 하는가를 연구하였다.

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직류전동기에서 저주파 부하외란에 강인한 선형 모델추종제어기 설계 (Design of Linear Model Following Controller to Reject Low Frequency Load Disturbance in DC Motor)

  • 윤경섭;이치환;권우현
    • 전자공학회논문지T
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    • 제35T권1호
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    • pp.82-89
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    • 1998
  • PI제어기는 서보시스템에 널리 사용되어 왔다. 그러나 PI제어기로 설계된 시스템응답은 부하변동과 같은 외란이나 시스템 변수의 변화에 대하여 원하는 시간응답을 보존할 수가 없다. 따라서 시간응답 특성의 견실성을 확보하면서, 구현상의 어려움을 해결하기 위하여 선형요소만으로 구성되는 선형 모델추종제어(LMFC: linear model following control) 방법이 있다. 이 방법은 기준모델의 출력을 플랜트가 추종하도록 제어하는 것으로, 플랜트의 구조적 섭동에 무관한 시간응답 특성을 얻을 수 있으나 부하토크에 대한 응답속도가 느린 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 모델추종제어기에 강인성향상기를 보조모델을 사용하여 도입함으로써 지주파 부하토크에 대한 응답속도를 향상시켰다. 제안된 제어기(RMFC: LMFC with robust enhancer)는 저주파 부하토크에 대하여 LMFC보다 강인한 특성을 보였으며 시뮬레이션 및 TMS320C30 DSP 시스템에 의한 실험으로 검증하였다.

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최대 전력 추종을 위한 디지털 퍼지 제어기 설계 (Development of the Digital Fuzzy Controller for Maximum Power Tracking)

  • 성화창;주영훈;박진배;유태일
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제2호
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    • pp.344-347
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    • 2006
  • 본 논문에서는 하이브리드 발전 시스템에서의 최대 전력 추종을 위한 디지털 퍼지 제어기 설계를 목표로 한다. 하이브리드 발전 시스템은 풍력과 태양광, 두 개의 발전 시스템으로 구성된다. 각 발전기에서 전압과 전류는 일반적으로 비선형 관계에 있기 때문에, 퍼지 모델 기반 제어기를 사용하여 비선형성을 효율적으로 제어하게 된다. 그리고 마이크로프로세서 기반 제어 시스템의 구축을 위하여 최신 디지털 재설계 기법을 사용, 디지털 퍼지 제어기를 설계하게 된다. 마지막으로 제안된 플랜트를 통한 실험으로써 본 논문의 우수성을 입증하고자 한다.

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