• Title/Summary/Keyword: 비선형수학모델

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A Three-Dimensional Dynamic Analysis of Towed Systems Part 1. A Mathematical Formulation (수중예인시스템의 3차원 동역학 해석 1부: 수학모델 정식화)

  • Hong, Sub;Hong, Seuk-Won
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.8 no.1
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    • pp.16-22
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    • 1994
  • 수중 예인시스템의 동적 거동 해석을 위한 3차원 비선형 수학모델이 제시되었다. 수중 예인체는 세장보로 이상화되었으며, 보요소의 굽임강성 및 비틈강성의 영향이 수학모델에 포함되었다. 축류가 지배적인 비정상 상대유동장내의 세장예인체의 횡방향 운동에 따른 유체동역학적 반력과 기진력에 관한 비선형 3차원 수학 정식화가 수행되었다.

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Design of a bilinear robust controller for a hydrostatic driver (Hydrostatic 구동기에 관한 Bilinear 강인 제어기 설계)

  • Park, R.W.;Cho, S.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.15 no.4
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    • pp.65-74
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    • 2011
  • 이 논문은 비선형 시스템에 대해 bilinear 강인제어기를 설계하는 새로운 방법을 제시한다. 이 설계방법은 골칫거리인 비선형 영향을 나타내는 무거운 질량을 가지고 진동하는 시스템을 제어하기 위한 새로운 대안이고 진전된 방법이다. 이 설계 과정에, hydrostatic 구동기로 구동되는 킬(용골)이 주어진다. 첫 단계로 킬은 물리적으로 여러 한정된 질량으로 모델화된다. 물리적 모델에 근거한 수학적인 모델을 유도하는 방법은 해밀턴 원리를 적용한 유한요소법을 사용하였다. 즉, 수학적 모델은 여러 서브시스템으로 구성된다. 이것은 주어진 물리적인 시스템에 대해 기준이 되는 시스템이다. 회전하는 구동기에 대한 물리적 모델에 근거하여, 과도 거동은 구동기의 베어링에서 측정되는 운동 현상으로부터 유도된다. 물리적인 시스템은 bilinear 시스템으로 구성하였다. 이 시스템에 근거하여, 요트 킬의 거동을 제어하도록 bilinear 관측기를 설계한다. 구동기의 속도, 토크, 밸브에서의 유량 등이 관측기를 구성하는데 필요한 데이터들이다. 시뮬레이션 결과에 의하면 비선형성에 대한 추정과 보상을 통하여 무거운 질량을 갖는 회전축에 대한 위치와 힘을 제어하는 설계에 유용한 접근법임이 증명되었다.

State Feedback Linearization of Discrete-Time Nonlinear Systems via T-S Fuzzy Model (T-S 퍼지모델을 이용한 이산 시간 비선형계통의 상태 궤환 선형화)

  • Kim, Tae-Kue;Wang, Fa-Guang;Park, Seung-Kyu;Yoon, Tae-Sung;Ahn, Ho-Kyun;Kwak, Gun-Pyong
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.19 no.6
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    • pp.865-871
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    • 2009
  • In this paper, a novel feedback linearization is proposed for discrete-time nonlinear systems described by discrete-time T-S fuzzy models. The local linear models of a T-S fuzzy model are transformed to a controllable canonical form respectively, and their T-S fuzzy combination results in a feedback linearizable Tagaki-Sugeno fuzzy model. Based on this model, a nonlinear state feedback linearizing input is determined. Nonlinear state transformation is inferred from the linear state transformations for the controllable canonical forms. The proposed method of this paper is more intuitive and easier to understand mathematically compared to the well-known feedback linearization technique which requires a profound mathematical background. The feedback linearizable condition of this paper is also weakened compared to the conventional feedback linearization. This means that larger class of nonlinear systems is linearizable compared to the case of classical linearization.

Seismic Response Estimation and System Identification of Test Steel Structure Using Approximate Nonlinear Filter (비선형 근사필터에 강구조시험체의 지진응답추정 및 동특성식별)

  • 배기환;김두영
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.67-72
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    • 2001
  • 대상으로 하는 시스템의 입출력신호에 근거하여, 시스템의 수학적 모델을 결정하는 것을 총칭하여 시스템식별이라 한다. 본 논문에서는 지진응답 관측치를 입출력신호로 하여 조건부대치를 최적치로 판단하는 비선형근사필터법을 사용한 건축구조물의 지진응답추정 및 파라미터식별에 관하여 논한다. 비선형근사필터법에 의한 건축구조물식별의 유효성의 적용성을 판단하기 위해, 진동대를 사용하여 강구조시험체의 진동실험을 행하고 결과적으로 얻어진 시험체의 수학적 모델에 대한 지진응답 수치해석결과와 진동실험에서의 관측기록을 비교하여 본 식별법의 타당성을 보인다.

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GUI S/W Development for Helicopter Simulation (헬리콥터 시뮬레이션용 GUI S/W 개발)

  • Park,Sang-Seon;Lee,Sang-Gi;Lee,Hwan;Ju,Gwang-Hyeok
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.9
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    • pp.88-93
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    • 2003
  • This Paper described the simulation program development for helicopter. In the design of flight control system to accomplish some special missions like UAV, it is important to minimize the execution time obtaining a linear model from nonlinear model that is used for design of controller. The first step for this kind of purpose is to complete a nonlinear model that contains full dynamic characteristics. The second step is to get the trim values that are obtained from the nonlinear model by solving an algebraic equation. And then stability and control derivatives are derived through hovering to forward flight by numerical perturbation that will be used for linear model for a specified flight condition. The software program(HeliSim) is developed by using MATLAB GUI and will provide easy modeling procedure. The suggested method in this paper is much more simpler than any other method like a fully scale helicopter model. The advantage of our suggested method will reduce the computational time due to simple formula to extract a linear model from nonlinear model that will be beneficially used for flight control system of unmanned helicopter by some reduction of computational load.

Design on Fult Diagnosis System based on Dynamic Fuzzy Model (동적포지모델기반 고장진단 시스템의 설계)

  • 배상욱
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.10 no.2
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    • pp.94-102
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    • 2000
  • This paper presents a new FDI scheme based on dynamic fuzzy model(DFM) for the unknown nonlinear system, which can detect and isolate process faults continuously over all ranges of operating condition. The dynamic behavior of a nonlinear process is represented by a set of local linear models. The parameters of the DFM are identified by an on-line methods. The residual vector of the FDI system is consisted of the parameter deviations from nominal model and the set of grade of membership values indicating the operating condition of the nonlinear process. The detection and isolation of faults are performed via a neural network classifier that are learned the relationship between the residual vector and fault type. We apply the proposed FDI scheme to the FDI system design for a two-tank system and show the usefulness of the proposed scheme.

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A Study on Maintaining Control of Tension for a Catenary's Cable (현수형 가선 케이블의 정장력 유지제어에 관한 연구)

  • Yoon, Jung-Hwan;Hong, Soon-Ill;Kim, Chunl-Woo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2000.07d
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    • pp.2339-2341
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    • 2000
  • 본 논문은 제어대상인 현수형 케이블의 수학적 모델을 작성하고 이것에 장력을 발생하는 교류서보 전동기의 수학적 모델을 구하였다. 제어 방법은 제어대상의 동적 모델이 비선형 시변계이기 때문에 강인성이 있는 퍼지제어를 적용하고 차대가 움직이기 시작할 때 발생하는 오버슈트을 억제하기 위해서 피드포워드제어를 채택한다. 케이블의 동적 모델에 기초하여 퍼지제어기와 피드포워드제어를 도입하여 시스템을 구성하고 시뮬레이션 실험에 의해 그 유효성을 평가하였다. 현재 로프제조 공정, 전차 트롤리선 가설공사는 장력의 제어가 필요하지만 거의 수동으로 행하고 있는 실정이고 제품의 균질성과 생산성 향상을 위하여 제조 공정의 자동화가 필요하다. 따라서 전차의 트롤리선 가설공사는 케이블을 탑재한 차대가 주행하면서 드럼에 감긴 케이블을 풀어주고 양단의 장력을 일정히 유지하도록 조절할 필요가 있다. 그러나 전기공사에서 시행하고 있는 송 배전 선로의 전력케이블 가선공사나 전차 트롤리선 가설공사는 수동으로 하고 있는 실정이고 이것의 자동화기계가 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 현수형 가선 케이블 가설장치의 자동화이다. 본 연구에서는 제어대상인 현수형 케이블의 수학적 모델을 작성하고 이것에 장력을 발생하는 교류서보 전동기의 수학적 모델을 구하였다. 제어 방법은 제어대상의 동적 모델이 비선형 시변계이기 때문에 강인성이 있는 퍼지제어를 적용하고 차대가 움직이기 시작할 때 발생하는 오버슈트를 억제하기 위해서 피드포워드제어를 채택한다. 케이블의 동적 모델에 기초하여 퍼지제어기와 피드포워드제어를 도입하여 시스템을 구성하고 시뮬레이션 실험에 의해 그 유효성을 평가하였다.

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Two-Mode Nonlinear Combustion Instability Analysis (2-모드 비선형 연소 불안정성 해석)

  • 윤현걸
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.2 no.1
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    • pp.41-49
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    • 1998
  • A nonlinear mathematical model of longitudinal combustion instability appropriate for ramjets and augmenters was developed based on modal analysis. The model was limited to a two-mode formulation. The associated differential equations were solved both analytically and numerically. The two-mode nonlinear model is capable of predicting the bootstrapping effect which characterizes nonlinear velocity-sensitive combustion response. Also, parametric studies were performed.

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Analysis of Nonlinear Behavior in Love Model with External Force (외력을 가진 사랑 모델에서 비선형 거동 해석)

  • Huang, Lyni-Un;Bae, Young-Chul
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.10 no.7
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    • pp.845-850
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    • 2015
  • Love which is one of the emotional of mankind, has been studied in sociology and psychology as a matter of great concern. Through such a research, the researchers have provided the basic mathematical model for love model, we cannot find nonlinear characteristics through the basic love model. Therefore, in this paper, in order to find nonlinear behaviors in the basic love model, we apply external force to the basic love model. Then we confirm the existence of nonlinear behaviors through time series and phase portrait. We also confirm that this nonlinear behaviors have the periodic doubling, chaotic phenomena and periodic process which are very similar to typical chaotic occurrence phenomena.

On Learning and Structure of Cerebellum Model Linear Associator Network(I) -Analysis & Development of Learning Algorithm- (소뇌모델 선형조합 신경망의 구조 및 학습기능 연구(I) -분석 및 학습 알고리즘 개발-)

  • Hwang, H.;Baek, P.K.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • v.15 no.3
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    • pp.186-198
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    • 1990
  • 인간 소뇌의 구조와 기능을 간략하게 수학적으로 모델링하여 입력에 따른 시스템의 적정 출력을 학습에 의한 적응 제어 방식으로 추출해 내는 소뇌모델 대수제어기(CMAC : Cerebellar Model Arithmetic Controller)가 제안되었다. 본 논문에서는 연구개발된 기존 신경회로망과의 비교 분석에 의거하여, 소뇌모델 대수제어기 대신 네트의 특성에 따라 소뇌모델 선형조합 신경망(CMLAN : Cerebellum Model Linear Associator Network)이라 하였다. 소뇌모델 선형조합 신경망은 시스템의 제어 함수치를 결정하는 데 있어, 기존의 제어방식이 시스템의 모델링을 기초로 하여 알고리즘에 의한 수치해석적 또는 분석적 기법으로 모델 해를 산출하는 것과 달리, 학습을 통하여 저장되는 분산기억 소자들의 함수치를 선형적으로 조합함으로써 시스템의 입출력을 결정한다. 분산기억 소자로의 함수치 산정 및 저장은 소뇌모델 선형조합 신경망이 갖는 고유의 구조적 상태공간 매핑(State Space Mapping)과 델타규칙(Delta Rule)에 의거한 시스템의 입출력 상태함수의 학습으로써 수행된다. 본 논문을 통하여 소뇌모델 선형조합신경망의 구조적 특성, 학습 성질과 상태공간 설정 및 시스템의 수렴성을 규명하였다. 또한 기존의 최대 편차수정 학습 알고리즘이 갖는 비능률성 및 적용 제한성을 극복한 효율적 학습 알고리즘들을 제시하였다. 언급한 신경망의 특성 및 제안된 학습 알고리즘들의 능률성을 다양한 학습이득(Learning Gain)하에서 비선형 함수를 컴퓨터로 모의 시험하여 예시하였다.

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