• Title/Summary/Keyword: 상태관측기설계

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Design of Unknown-Input PI Observer and Realization of Exact LTR (미지입력 비례적분 관측기 설계와 완전 LTR의 실현)

  • ;S. KAWAJI
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.13 no.7
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    • pp.133-139
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    • 1996
  • 전형적인 상태 관측기에서는, 외란이 시스템 입력에 가해지는 경우 시스템의 상태 추정이 불가능하다. 이러한 상태관측 문제에 대한 한가지 대책법으로서 비례적분(PI) 관측기가 제안되어 스텝외란의 소거에 대한 유효성이 밝혀져 로바스트 제어기 설계에 대한 응용으로서 널리 연구가 행해져 왔다. 그러나, 미지입력에 대한 PE 관측기 설계는 여전히 문제로 남아 있다. 이 논문에서는 미지입력 PI 관측기의 설계법을 제안하고, 이에 대한 응용으로서 완전 LTR을 실현할 수 있는 결과를 보인다. 먼저, 입력의 정보없이 시스템의 상태를 추정할 수 있는 미지입력 PI 관측기의 충분조건을 제안하고, PE 관측기의 설계에 요구되는 필요충분조건을 보인다. 이러한 조건은 완전 LTR의 실현을 위한 직접적인 요구조건임을 보인다. 따라서, 완전 LTR을 달성하면서 지정한 관측기의 극을 지니는 PI 관측기 설계가 가능하다.

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Robust Digital Redesign for Observer-based System (관측기 기반 시스템에 대한 강인 디지털 재설계)

  • Seong, Hwa-Chang;Ju, Yeong-Hun;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.193-196
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    • 2007
  • 본 논문은 관측기 기반 시스템에 대한 강인 디지털 재설계 방안을 제안한다. 디지털 재설계란, 기존의 안정화된 연속시간 플랜트와 이산 시간에서 설계된 디지털 제어기와의 상태 접합 및 안정도 분석을 통해 전체 시스템을 재구성 하는 것을 말한다. 그리고 전 역적 접근을 위한 방안으로서 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 후, 에러가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화 하여 상태 접합을 이루고자 하였다. 본 논문에서는 관측기 기반 시스템에 대한 디지털 재설계를 목표로 하되, 추가적인 파라미터 불확실성을 고려한 강인 디지털 재설계를 구성하게 된다. 파라미터 불확실성은 이산화 과정에서 구조적 형태가 변화하기 때문에, 이를 고려하여 주어진 식을 선형 행렬 부등식 형태로 나타내게 된다. 이 조건들을 통해 디지털 재설계의 상태 접합 및 안정도가 유도 가능하다는 것을 본 논문에서 증명하게 된다.

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Ultra-precision Position Control Based on Sliding Mode observer (슬라이딩 모드 관측기 기반의 정밀 스테이지 위치 제어)

  • Choi, Seung-Ok;Choi, In-Sung;You, Kwan-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.10a
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    • pp.223-224
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    • 2007
  • 초정밀 위치 제어 시스템에서 미지의 상태변수를 관측하는 경우, 파라미터의 불확실성은 관측기 설계에 많은 어려움을 주게 된다. 슬라이딩 모드 관측기는 불확실성과 외란이 존재하는 시스템의 상태변수를 관측가능하게 하며 강인한 성능을 보여준다. 본 논문에서는 불확실성이 존재하는 시스템의 관측기를 설계하고 최적제어를 통하여 정밀 스테이지의 위치를 제어하며, 시뮬레이션을 통해 개선된 성능을 입증한다.

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Design of controller for DC/DC boost converter using PI observer (PI 관측기를 이용한 DC/DC 승압 컨버터 제어기 설계)

  • Kim, In-Hyuk;Jeong, Goo-Jong;Son, Young-Ik
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.1650_1651
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    • 2009
  • DC/DC 승압 컨버터는 인덕터 내부 저항으로 인하여 부하 저항의 변화가 시스템 동작점에 영향을 미치게 되며, 이로 하여 제어기 설계의 기준이 되는 선형화된 모델은 불확실성을 가지게 된다. 본 논문은 인덕터의 내부 저항과 출력단의 부하 변동으로 인한 불확실성에 대하여 출력 전압의 강인성을 향상시키기 위해 PI 관측기 기반 적분형 상태 변수 궤환 제어기를 제안한다. PI 관측기는 불확실한 시스템 제어에 널리 사용되는 오차의 적분항을 Luenberger 관측기에 추가한 형태로써 불확실성에 강인한 추정 성능을 보인다. 모의실험을 통해 불확실성이 존재하는 경우 제안된 제어기의 강인성을 확인하고 설계된 관측기가 Luenberger 관측기에 비해 상태변수 추정 성능이 우수함을 보인다.

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RCGA-Based States Observer Design of Container Crane concerned with Design Specification (설계사양을 고려한 컨테이너 크레인의 RCGA기반 상태 관측기 설계)

  • Lee, Soo-Lyong;Ahn, Jong-Kap;Lee, Yun-Hyung;Son, Jeong-Ki;So, Myung-Ok
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.32 no.10
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    • pp.851-856
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    • 2008
  • Construction of large-scale container ports with the productivity improvements in container cranes shortened time of staying port to increase the level of service it harbors efforts accelerated. About container crane system exerted on the input, which is designed to look good performance considering the states feedback control system. The states observer designed of container cranes state variables that are expected to measurement noise or particular measurement signal. In the status of existing research, the feedback gain matrix and the state observer gain matrix are searched by being separated solving. But the feedback gain matrix and the state observer gain matrix are searched by RCGAs at once that be used robust search method in this paper.

A Position control of an electro-mechanical actuation system using Time Delay Observar(TDO) (시간지연 관측기를 이용한 전기식 구동시스템의 위치제어)

  • Lee, Young-Cheol;Lee, Heung-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.07d
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    • pp.1999-2001
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    • 2003
  • 본 논문에서는 시간지연 관측기를 위치제어 시스템 적용하여 설계한 내용을 기술하였다. 시간지연제어기의 상태추정 기법을 이용한 시간지연 관측기는 플랜트 모델이 필요하지 않아 설계가 용이하고, 파라미터 변동 및 외란에 강건하다. 또한 계산이 간단하여 디지털 제어 시스템에 충분히 적용이 가능하다. 본 논문에서는 시간지연제어기가 위치제어기로 적용된 전기식 구동시스템에서 속도센서를 사용하지 않고 시간지연 관측기를 적용하여 제어기를 설계하였다. 시간지연 관측기를 적용한 구동시스템에 대해 비선형 시뮬레이션을 수행하였으며. 속도센서를 사용한 경우와 상태관측기를 적용한 경우 및 PID 제어기를 적용한 경우에 대해 비교하였다.

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Observer-Based Output Feedback Controller Design of Fuzzy Multi-Agent Systems for State Consensus (퍼지 다개체 시스템의 상태 일치를 위한 관측기 기반 출력 궤환 퍼지 제어기 설계)

  • Moon, Ji Hyun;Lee, Ho Jae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.1304-1305
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    • 2015
  • 본 논문은 타카기--수게노 퍼지 다개체 시스템의 상태 일치를 위해, 관측기 기반 출력 궤환 퍼지 제어기의 설계 기법을 제안한다. 각 개체간의 통신 네트워크는 그래프 이론을 통해 나타내며, 제어기의 설계 조건은 선형 행렬 부등식으로 표현한다.

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Dynamic Positioning Control System Design for Surface Vessel: Observer Design Based on H Control Approach (수상선박의 위치 및 자세제어시스템 설계에 관한 연구 : 강인제어기법에 의한 관측기 설계)

  • Kim, Young-Bok
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.10
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    • pp.1171-1179
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    • 2012
  • In this study, we consider a dynamic positioning system (DPS) design problem that can be extended to many application fields. Toward this end, tracking and positioning control problems are discussed. In particular, we design a tracking control system that incorporates an observer based on the 2-DOF servo system design approach in order to obtain the desired state information. In the case of observer design, a weighted $H_{\infty}$ error bound approach for a state estimator is considered. Based on an algebraic Riccati equation (inequality) approach, a necessary and sufficient condition for the existence of a full-order estimator that satisfies the weighted $H_{\infty}$ error bound is introduced. The condition for the existence of the estimator is denoted by a linear matrix inequality (LMI) that yields an optimized solution and the observer gain.

A Robust Observer Design of Ma4gentic Levitation System using Sliding Mode Method (슬라이딩모드기법을 이용한 자기부상시스템의 강인한 관측기 설계)

  • 이대종;김주식;유정웅
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.16 no.3
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    • pp.67-73
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    • 2002
  • This paper presents a sliding mode observer and Controller far the state estimation and the dynamic stabilization of the magnetic levitation systems. The proposed striding mode observer is constructed by means of Lyapunov stability theorem to decrease the observer error, and the sliding rode controller is designed by a linear combination of the equivalent and nonlinear control input for the estimated states. The feasibilities of the suggested design method are illustrated with the simulation results.

Position Control for Solenoid Valve using the Fractional Order Controller (분수차수제어기를 이용한 솔레노이드밸브 위치제어)

  • Kang, Jung-Yoog;Jeon, Yong-Ho
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.13 no.1
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    • pp.101-106
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    • 2018
  • This study proposes a method of controller design for precise position control in the use of solenoid which is widely used in industrial field. First, we design a Luenberger's observer that can accurately estimate the disturbance and set the appropriate gain. Based on the observed state, a fractional PD controller is designed and applied to the position control. As a result, the fractional order controller can obtain almost the same control performance even if the target position is different. In addition, it was confirmed that the position error of the steady state is within 0.1 [%] and the rising time is within about 0.05 second.