• Title/Summary/Keyword: 비선형제어알고리즘

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Robust control of a heave compensation system for offshore cranes considering the time-delay (시간 지연을 고려한 해상 크레인의 상하 동요 보상 시스템의 강인 제어)

  • Seong, Hyung-Seok;Choi, Hyeong-Sik
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.41 no.1
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    • pp.105-110
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    • 2017
  • This paper introduces a heave compensation system for offshore crane when it subjected to unexpected disturbances such as ocean waves, tidal currents or winds and their external force. The dynamic model consists of a crane which is considered to behave in the same manner as a rigid body, a hydraulic driven winch, an elastic rope and a payload. To keep the payload from moving upwards and downwards, PD(Proportional-Derivative) control was applied by using linearization. In order to achieve a better performance, the sliding mode control and the nonlinear generalized predictive control algorithm was applied according to the time-delay. As a result, the oscillating amplitude of the payload was reduced by the control algorithm. Considering the time-delay involved in the system to be one second, nonlinear generalized predictive controller with a robust controller was a suitable control algorithm for this heave compensation system because it made the position of te payload reach the desired position with the minimum error. This paper presented a control algorithm using the robust control and its simulation results.

Bumpless Transfer Implementation Algorithm for LQ Flight Control (LQ비행제어를 위한 무충돌 전환 구현 알고리즘)

  • Kim, Tae-Sin;Park, Jong-Hu;Gwon, O-Gyu
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.11
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    • pp.35-41
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    • 2006
  • This paper proposes an algorithm for switching LQ(Linear Quadratic) controllers designed at each flight envelope without a bump phenomenon. This algorithm is derived to apply to LQ controller more easily than existing implementation algorithm and is proposed to consider trim points of nonlinear models, which is adequate to real applications. This paper exemplifies the control performance improvement via simulations applied to LQ control of a supersonic test aircraft as a benchmark problem to test the proposed algorithm performance.

Control Algorithm for Stand-alone Operation of Utility Interactive Inverter considering Non-linear Load (비선형 부하를 고려한 계통연계형 인버터의 독립운전 제어알고리즘)

  • Jung Sang-Min;Yu Tae-Sik;Myung Hong-Jae;Choi Se-Wan;Kim Hyo-Sung
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2006.06a
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    • pp.295-298
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    • 2006
  • 계통연계운전과 독립운전이 모두 가능한 계통연계형 인버터는 주전원계통의 고장 및 점검 시 독립운전모드로 동작하여 비상부하등의 전용부하에 안정된 전압을 공급해주어야 한다. 본 논문은 계통연계형 인버터의 독립운전 제어알고리즘에 관한 것으로 비선형 부하를 고려한 제어알고리즘을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 제안한 방법의 타당성을 검증한다.

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Macroblock Layer Bit-rates Control Algorithm based on the Linear Source Model (선형 모델 기반 매크로블록 레이어 비트율 제어 기법)

  • Seo Dong-Wan;Choe Yoonsik
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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    • v.42 no.6
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    • pp.63-72
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    • 2005
  • In this paper, we propose the bit-rate control algorithm for the block based image compression like H.263, H.263+ or MPEG-4. The proposed algorithm is designed to identify the quantization parameter set through the Lagrangian optimization technique based on the well-known linear source model. We set the Lagrangian cost function with the rates and distortion calculated from the linear source model. We calculate the quantization parameter set using the Vitervi algorithm to solve the Lagrangian optimization problem considering the Dquant method of H.263 and MPEG-4. The proposed algorithm improves the video quality by up to 1.5 dB compared with the TMN8 scheme, and is more effective in the video sources with dynamic activities than the consistent quality approaches.

Integrated Analysis and Design Technologies for a Structure with Control Devices (구조물-제진장치 통합 해석 및 설계 기술)

  • Lee, Sang-Hyun;Chung, Lan;Kang, Kyung-Soo;Hwang, Jae-Seung;Park, Ji-Hun
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.388-391
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    • 2010
  • 본 논문에서는 풍하중을 받는 구조물의 응답을 보다 적극적으로 저감시킴으로써 구조물의 안정성과 사용성을 개선하기위한 능동제어 알고리즘을 송도 자유무역 지구에 건설중인 포스코건설 사옥에 수치해석을 통해 적용하여 그 효과를 검증하였다. 수치해석에 의한 시뮬레이션 결과를 보면 최대 제어력이 제한이 된 비선형 제어기가 LQR 제어기와 등등한 제어효과를 가지고 있는 것으로 나타났으며, 제어력의 측면에서 본다면 비선형 제어기법이 더욱 유리한 것을 알 수 있다. 또한, 본 연구에서는 구조물과 질량형 제진장치의 상호작용을 고려하여 통합적으로 제진효과를 해석하고, 이를 바탕으로 제진장치를 설계할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 구조물의 모드정보에 기초한 축소모델을 구축하고 제진장치의 설계 및 제진성능 평가를 수행하고 사용성을 평가하게 된다. 전체 소프트웨어는 질량형 제진장치의 설계프로그램과 질량형 제진장치의 종류별 대안설계결과를 등가감쇠비로 표현하여 비교평가하는 두 개의 모듈로 이루어져 있으며 전자는 비제어구조물 해석 모듈 및 TMD, TLD, TLCD, AMD를 대상으로 해석 및 설계를 수행하는 총 5개의 하부 모듈로 구성된다. 본 소프트웨어를 현재 TLCD가 설치되어 있는 인천 송도 국제업무지구의 주상복합건물에 적용하여 TMD, TLD, TLCD, AMD의 대안설계를 실시하였다.

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Design of an OPtimal Controller for the Nonlinear Robot Manipulators with the Actuator Dynamics (조작기의 동특성을 고려한 비선형 로봇 매니퓰레이터의 최적 제어기 설계)

  • 김학범;이양범
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.18 no.9
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    • pp.1376-1385
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    • 1993
  • This paper presents a new dynamic model which is represented by the second order differenatial equation and itcludes the robot arm dynamics as well as the actuator dynamics. The model exhibits excellent performance in the steady state and transient response. In addition the time varing nonlinear and coupled dynamic system has been linearized and decoupled by using nonlinear feedback and linearization method. In this case a pole assignment law is used to improve stability, and the optimal control altorithm is applied to the error equation to minimize the path error. In applying the proposed algorithm to the three joint manipulator with actuators, we obtained very encouraging results.

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Schema Co-Evolutionary Algorithm for Automatic Generation of fuzzy Rules (퍼지 규칙의 자동 생성을 위한 스키마 공진화 알고리즘)

  • 변광섭;이동욱;심귀보
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.353-356
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    • 2004
  • 비선형 시스템의 제어에서 널리 사용되는 방식이 퍼지 제어기이다. 퍼지 제어기에서 가장 중요한 것은 퍼지 룰의 설계이다. 퍼지 룰을 설계하는 많은 기법들이 제안되어 있는데, 최근 들어 진화 알고리즘에 대한 관심이 증가하고 있다 그 중에서도 공생적 공진화 알고리즘이 최적의 퍼지룰을 찾기 위해 이용되는데, 본 논문에서는 스키마 공진화 알고리즘을 이용한다. 스키마 공진화 알고리즘의 성능을 입증하기 위해, 이동 로봇의 행동제어를 위한 퍼지 제어기를 스키마 공진화 알고리즘을 이용하여 설계하고, 다른 공생적 공진화 알고리즘인 바이러스_진화 유전 알고리즘과 Handa의 공진화에 대해 비교하고 실험한다.

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Learning Performance and Design of Cerebellum Model Linear Associator Network (소뇌모델 선형조합 회로망의 학습능률과 회로망 설계)

  • Hwang, H.;Baek, P.K.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • v.15 no.4
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    • pp.319-327
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    • 1990
  • 시스템의 적응 제어함수를 산출하는 네트워크인 소뇌모델 선형조합 회로망을 이용한 학습제어 기법은 시스템에 영향을 주는 제어인자들의 불확실성 및 모델링의 결여에도 불구하고 오히려 안정한 실시간 제어의 구현을 가능하게 함으로써 대단한 관심을 불러 일으켜 왔다. 그러나, 센서로부터의 정보처리와 인식 그리고 복잡한 비선형 시스템의 제어에 적용하기에는 회로망 자체의 내재적 문제점들이 여전히 남아있다. 소뇌모델 선형조합 회로망을 기지 또는 미지의 시스템 모델에 효과적으로 적용하기 위해서는 네트워크에 영향을 주는 제어인자가 시스템에 미치는 영향을 분석하는 것이 필수적이다. 분할 블럭의 크기, 학습이득, 입력편이 그리고 입력변수들의 영역과 같은 네트 제어인자들은 시스템의 학습 능률 및 소요 기억용량의 크기에 중대한 영향을 미침에도 불구하고 충분히 조사되지 못한 실태이다. 물론 이들 제어인자들의 결정에는 학습 대상이 되는 시스템 함수의 형태와 적용 학습 알고리즘이 반드시 고려되어야 한다. 본 논문에서는 학습 능률성에 미치는 이들 제어인자들의 상호영향도를 저자가 제안하였던 기본 학습 알고리즘에 의거하여 조사하였다. 분석적인 방법만으로 이러한 상호영향성을 조사하기는 매우 힘들거나 거의 불가능하다고 보아지기 때문에 학습 대상함수를 먼저 규정하여 다양한 컴퓨터 모의시험을 수행하였고 그 결과를 분석하였다. 컴퓨터 모의시험의 결과에 의하여 회로망의 시스템 적용시 고려할 설계 지침을 제시하였다.

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A Learning Effect Using the Neural Network Controller Based on Genetic Algorithms (유전자 알고리즘 기반 신경망 제어기를 이용한 학습효과)

  • Yoon, Yeo-Chang
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2005.05a
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    • pp.477-480
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    • 2005
  • 본 논문에서는 신경망과 유전자 알고리즘의 장점을 결합하고, 개선된 유전자 알고리즘 기반의 역전파 신경망 알고리즘을 이용한 신경망 학습 효과를 살펴 본다. 유전자 알고리즘을 이용한 신경망 학습은 비선형 함수를 이용하여 발생시킨 모의 자료를 통하여 수행하고 학습 수렴의 정도와 학습 속도 등을 비교할 수 있는 모의실험 결과를 일반 신경망 학습 결과와 함께 제시한다. 모의실험의 결과로서 유전자 알고리즘을 적용한 신경망 제어기가 일반 신경망 학습 결과보다 수렴 정확도 및 학습 속도에서 더 좋은 결과를 나타내 주고 있다.

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Uncertainty-Compensating Neural Network Control for Nonlinear Systems (비선형 시스템의 불확실성을 보상하는 신경회로망 제어)

  • Cho, Hyun-Seob
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.11 no.5
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    • pp.1597-1600
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    • 2010
  • In this paper, a direct controller for nonlinear plants using a neural network is presented. The composed of the control input by using RBF neural networks and auxiliary input to compensate for effects of the approximation errors and disturbances. In the results, using this scheme, the output tracking error between the plant and the reference model can asymptotically converge to zero in the presence of bounded disturbances and approximation errors. Simulation results show that it is very effective and can realize a satisfactory control of the nonlinear system.