• Title/Summary/Keyword: 비선형 견실제어

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Robust Fuzzy controller Design for Uncertain Nonlinear systems (불확실성을 가지는 비선형 시스템의 견실 퍼지 제어기 설계)

  • 정은태;권성하;조중선
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.8 no.3
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    • pp.26-32
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    • 1998
  • 본 논문은 파라미터 불확실성을 가지는 비선형 시스템을 안정화하는 견실 퍼지 제어기 설계 기법을 제시한다. 견실 퍼지 제어기를 설계하기 위하여, 비선형 시스템을 Takagi-Sugeon(T-S)모델로 표현하고 퍼지 제어기는 병렬 분한 보상(PDC : parallel distributed compensation)의 개념을 이용한다. Lyapunov함수를 이용하여 파라미터 불확실성을 가지는 T-S퍼지 모델의 안정성을 논하고, 견실 퍼지 제어기가 존재할 충분조건을 선형 행렬 부등식(LMI " linear materix inequality)을 이용하여 나타낸다. 이러한 선형 행렬 부등식의 해들로부터 견실 퍼지 제어기를 직접적으로 구할 수 있다.

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Robust control design applicable to general flexible joint manipulators (일반적인 유연조인트 로봇에 부합되는 견실제어설계)

  • Kim, Dong-Hwan;Chen, Ye-Hwa
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.4 no.1
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    • pp.10-18
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    • 1998
  • 불확실한 변수와 비선형성을 가지는 유연조인트 로봇의 견실제어 방안을 제시한다. 그리고 본 시스템에서 불확실구조는 일치성을 유지하지 않는 불일치성 불확실 시스템이다. 제어기는 리아노프의 방안에 근거를 두고있다. 견실제어는 연산토크법을 사용하고 삽입제어기법을 통하여 좌표변환을 통해 구성된다. 제어기 설계과정은 우선 연산토크방법에 의해 시스템 동역학에서 정격부분을 선형으로 2개의 부분시스템으로 구성한다. 이후 좌표변환을 이용하여 각 부분시스템에 제어기를 구축한다. 이 방안을 통하여 관성 행렬이 알려진 값인 경우 이 행렬의 상위한계 조건없이 제어기를 설계할 수 있다. 따라서 임의의 형태의 로봇에도 적용 가능한 제어알고리즘이 된다. 설계된 견실제어는 변환된 시스템이나 원시스템 모두 실용적 안정성을 보장한다. 이 변환은 단지 불확실변수의 최대 한계값의 정보만을 요구한다.

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Fuzzy Robust$H^{\infty}$ Controller Design of Nonlinear Uncertain Time Delay Systems (비선형 불확실성 시간지연 시스템의 퍼지 견실 $H^{\infty}$제어기 설계)

  • 김종해;이형호;박홍배
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics S
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    • v.36S no.5
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    • pp.30-41
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    • 1999
  • 본 논문에서는 연속시간과 이산시간에서 파라미터 불확실성과 시간지연을 가지는 비선형시스템에 대한 퍼지 견실 H∞ 제어기 설계방법을 제시한다. 비선형시스템은 변형한 T-S(Takagi- Sugeno) 퍼지모델을 사용하여 나타내고, 퍼지제어는 PDC(parallel distributed compensation) 개념을 이용한다. 또한 Lyapunov 접근방법을 이용하여 불확실성, 외란과 시간지연을 가지는 변형한 T-S 퍼지모델의 H∞ 노옴 한계를 가지는 자승적 안정성을 언급하고, LMI(linear matrix inequality) 기법을 이용하여 퍼지 견실 H∞ 제어기의 존재 조건과 제어기 설계방법을 제시한다. 그러므로 제시한 기법은 구하여진 충분조건을 만족하는 해를 찾음과 동시에 제어기를 한번에 설계할 수 있다. 마지막으로 예제를 통하여 제시한 방법의 타당성을 확인한다.

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Nonlinear Robust Control of Passenger Car Torque Converter Bypass Clutch (승용차용 토크컨버터 바이패스 클러치의 비선형 견실제어)

  • Han, Jin-Oh;Kang, Soo-Joon;Lee, Kyo-Il
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.27 no.8
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    • pp.1251-1258
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    • 2003
  • This paper presents a nonlinear robust approach to the slip control problem for a torque converter bypass clutch in a passenger car. The proposed nonlinear robust controller builds upon only the measurements avail-able from inexpensive sensors that are already installed in passenger cars for control. The issue of torque estimation problems for the implementation of the proposed controller is addressed. The stability of the internal dynamics is investigated, upon which a nonlinear robust controller is designed using input-output feedback linearization and Lyapunov redesign technique. The performance of the designed controller is validated by simulation studies.

Design and Analysis of Dynamic Positioning System Using a Nonlinear Robust Observer

  • Myung-Hyun Kim
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.16 no.4
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    • pp.54-60
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    • 2002
  • 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.

Design of nonlinear robust observer for robots with joint elasticity (유연 조인트 로봇의 견실한 비선형 관측기 설계)

  • Kim, Dong-Hwan;Lee, Kyo-Il
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.2 no.4
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    • pp.270-278
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    • 1996
  • 복잡한 비선형성과 불확실한 변수를 가지는 유연 죠인트 로봇의 견실한 관측기 설계에 관한 연구이다. 시간 불변 또는 시간 가변성의 불확실한 변수들을 가지는 시스템에 적용한 경우이며 로봇 링크의 각도와 각속도들을 출력으로 하였다.본 견실 관측기는 리아프노프 방법에 기초를 두었으며 불확실한 변수들은 그값을 모르나 그 값들은 지정된 집합내에 존재한다. 제안된 견실 관측기는 실용적인 안정성을 보장한다. 관측기설계의 알고리즘을 2링크 유연 죠인트 로봇에 적용하여 시뮬레이션을 수행하여 우수한 성능을 가짐을 확인할수 있었다.

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Robust Control of Hysteresis for Piezo Actuator (압전 구동기의 히스테리시스를 고려한 견실제어)

  • Yang, Chang-Kwan;Kwak, Jae-Hyuk;Lim, Joon-Hong
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2004.07d
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    • pp.2658-2661
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    • 2004
  • 압전 구동기는 전기적 에너지를 직접 동역학적 에너지로 변환하는 세라믹 구동기이다. 특히 압전 구동기의 개방 회로 시스템은 분자 구조 특성에 의해 비선형적인 히스테리시스 특성과 크리프 특성을 가진다. 이러한 비선형적 시스템을 작은 분해능으로 제어하는 경우 이에 따른 외란, 모델링의 불확실성 둥의 오차가 발생하게 된다. 따라서, 현재 이러한 비선형적 오차를 기존의 PID 및 최적제어를 사용하여 보상하는 방법에 대해서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 압전 구동기 위치 결정 시스템 전체에 대해 LQG 제어 및 $H_{\infty}$ 제어를 적용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 또한 본 논문은 시뮬레이션 결과를 바탕으로 실제 압전 구동기 위치 결정 시스템에 $H_{\infty}$ 제어를 적용하여 제안된 $H_{\infty}$ 제어기가 시스템 성능에 영향을 주는 외란, 모델링의 불확실성 등을 효과적으로 제거함을 보여준다.

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Robust On-Line Fault Detection Method for Boiler Systems (보일러 시스템의 견실한 실시간 이상검출법)

  • Oh-Kyu Kwon;Dae-Woo Kim;You-Soong Kim
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.5 no.1
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    • pp.16-24
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    • 1999
  • 본 논문은 불확정 시스템의 견실한 이상검출기법의 적용을 위한 실시간 이상검출기법에 대하여 다루며 대상 시스템은 산업용보일러 시스템이다. 본 논문에서 기술된 이상검출기법은 Kwon (1994) 등에 의하여 이미 제시된바 있는 견실한 이상검출기법의 오프라인 배치 처리 알고리즘을 실시간 적용을 위해 확장된 것이며 모델링 오차에 의한 불확실성, 비선형 시스템을 특정 동작점에서 선형화 하는 과정에서 발생하는 선형화 오차, 잡음 등을 고려하였고, 보일러 시스템을 대상으로 한 모의 실험을 통해 본 알고리즘의 우수성을 보였다.

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Position Control for AC Servo Motor Using a Sliding Mode Control (슬라이딩 모드제어에 의한 교류 서보 전동기의 위치제어에 관한 연구)

  • 홍정표;홍순일
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.5 no.3
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    • pp.210-215
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    • 2004
  • The dynamic model of ac servo motor is influenced very much due to rotor resistance change and nonlinear characteristic. By using the sliding mode control the dynamic behavior of system can be made insensitive to plant parameter change and external disturbance. This paper describes the application of the sliding mode control for position control of ac servo motor. The control scheme is derived and designed. A design method based on external load parameters has been developed for the robust control of ac induction servo drive. The proposed control scheme are given based on the variable structure controller and slip frequency vector control. Simulated results are given to verify the proposed design method by adoption of sliding mode and show robust control for a change of shaft initial J, viscous friction B and torque disturbance.

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Robust and Non-fragile $H_{\infty}$ Decentralized Fuzzy Model Control Method for Nonlinear Interconnected System with Time Delay (시간지연을 가지는 비선형 상호연결시스템의 견실비약성 $H_{\infty}$ 분산 퍼지모델 제어기법)

  • Kim, Joon-Ki;Yang, Seung-Hyeop;Kwon, Yeong-Sin;Bang, Kyung-Ho;Park, Hong-Bae
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.47 no.6
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    • pp.64-72
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    • 2010
  • In general, due to the interactions among subsystems, it is difficult to design an decentralized controller for nonlinear interconnected systems. In this study, the model of nonlinear interconnected systems is studied via decentralized fuzzy control method with time delay and polytopic uncertainty. First, the nonlinear interconnected system is represented by an equivalent Takagi-Sugeno type fuzzy model. And the represented model can be rewritten as Parameterized Linear Matrix Inequalities(PLMIs), that is, LMIs whose coefficients are functions of a parameter confined to a compact set. We show that the resulting fuzzy controller guarantees the asymptotic stability and disturbance attenuation of the closed-loop system in spite of controller gain variations within a resulted polytopic region by example and simulations.