• 제목/요약/키워드: 상태 궤환 제어

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전기유압 속도제어 시스템의 궤환 선형화 및 이에 대한 디지틀 상태 궤환 제어의 구현 (Feedback Linearization of an Electro-Hydraulic Velocity Control System and the Implementation of the Digital State Feedback Controller)

  • 김영준;장효환
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.1036-1055
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    • 1992
  • 본 연구에서는 일단앞섬 상태추정기(one-step ahead state estimator)를 사용 하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 비선형 시스템을 궤환 선형화하여 등가 선형모 델을 구한 후, 이 등가 선형 모델에 일단앞섬 상태추정기를 구성하여 디지틀 제어를 실현하는 방법으로서, 계측할 수 없는 상태를 추정할 수 있을 뿐 아니라, 선형시스템 에 대한 상태 추정기이므로 다음 단계의 상태를 비교적 정확하게 추정할 수 있어서 궤 환 선형화시 요구되는 연속적인 상태 궤환에 근사시킬 수 있고, 직접 궤환 선형화된 등가 선형 모델의 상태를 추정할 수 있으므로, 변환시의 연산량도 줄일 수 있다. 이 로서 Grizzle이나 Lee의 방법보다 간단하게 궤환 선형화에 의한 디지틀 상태 제어기를 구현할 수 있었다.

LCL 필터를 사용하는 계통연계 인버터의 상태 궤환 제어기 설계 (Design of a State Feedback Controller for a Grid-connected Inverter with LCL Filter)

  • 윤승진;김경화
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.272-273
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    • 2017
  • 계통연계 인버터 시스템은 기존 L 필터보다 낮은 THD를 가지며 저가격의 작은 부피로도 효율적으로 고조파를 저감할 수 있는 LCL 필터를 많이 사용하고 있다. LCL 필터를 가지는 계통연계 인버터의 제어를 위해서는 PI 제어기가 사용되고 있으며 일반적으로 다수의 PI 제어기가 사용되고 있어 많은 제어기 이득을 동시에 설계해야 하는 한계를 지닌다. 본 논문에서는 LCL 필터를 갖는 3상 계통연계 인버터의 상태공간 모델을 이용하여 상태공간에서의 상태 궤환 제어기의 설계기법을 제시한다. 상태 궤환 제어기를 적용함으로서 다수의 PI 제어기 이득을 설계하는 번거로움을 줄일 수 있으며 체계적인 과정으로 제어기가 설계될 수 있다. 제안된 기법의 타당성과 성능이 PSIM 시뮬레이션을 통하여 입증된다.

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궤환 퍼지제어기 설계와 구현 (Design and Implementation of The Feedback Fuzzy Controller)

  • 이상윤;신위재
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.401-408
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    • 2000
  • 본 논문에서 제안한 제어기 구조는 일반적인 궤환제어기를 기초로 구성한다. 일반적인 궤환제어기는 플랜트 입력과 기준신호 사이의 오차에 제어기의 적당한 이득을 곱한 제어입력을 공급한다. 설계한 궤환 퍼지제어는 3개의 루프로 구성되며, 내부 루프는 보통의 궤환제어기와 플랜트로 구성된다. 제어기는 퍼지 모델링과 퍼지추론기로 이루어진 외부 루프에 의해서 조절되며 제안한 궤환 퍼지 시스템의 출력이 기준신호를 향해서 잘 수렴하는가를 확인하기 위해 직접구동 밸브를 사용한 비선형 유압 서보시스템을 제어대상으로 부동 소수점 DSP 프로세서를 사용하여 구현한 후 실험결과를 관찰하였다. 실험결과 궤환 퍼지제어기는 정상상태 도달시간은 느리지만 오버슈트나 언더슈트는 일어나지 않는다. 그러므로 새로운 궤환제어 방식을 사용한 궤환 퍼지제어 알고리즘이 비선형 플랜트에 효과적으로 잘 적응됨을 확인하였다.

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Nonlinear Observer Backstepping 출력 궤환 제어에 의한 전력계통안정화장치 (Power System Stabilizer by Nonlinear Observer Backstepping Output Feedback)

  • 이상성;이선영;박종근;문승일;윤용태
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.237-239
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    • 2004
  • 이 논문에서는 Nonlinear Observer Backstepping 출력 궤환 제어에 의한 비선형 전력계통안정화장치(NPSS)를 개발하였다. 이 기법은 출력단자의 측정만으로 매우 강한 전력계통의 고유한 특징인 강한 비선형을 처리할 수 있는 바람직한 제어기를 구성할 수가 있다. 첫 번째로 비선형 관측기를 통하여 측정할 수 없는 부분의 상태들을 대신할 수 있는 출력 궤환 관측기를 구성하는 것이다. 두 번째로 이렇게 구성된 관측기에 매번 상태를 반영할 수 있는 backstepping 제어기를 적응하는 것이다. 시뮬레이션을 통한 제안된 제어기의 효과는 비 제어시, 기존의 Lead-Lag PSS, 그리고 제안된 Nonlinear Observer backstepping 출력 궤환 제어에 기준한 비선형 PSS를 비교 검토하였다.

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회전형 도립진자를 이용한 PID 제어기와 상태궤환 제어기의 선형제어 실험 (The Experiment on PID Controller and State Feedback Controller using Rotational Inverted Pendulum)

  • 장현석;이권순
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.35-36
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    • 2011
  • 본 논문은 불안정한 비선형시스템의 대표적인 플랜트인 도립진자를 이용하여, 비선형시스템의 선형화된 모델링에서 PID제어기와 상태궤환제어기의 제어역할을 연구한다. 우선 선형화시스템에서의 제어기를 구성한 후 회전형 도립진자를 모델링한다. 회전형 도립진자의 모델링은 실린더의 관성모멘트와 진자의 회전중심에 대한 모멘트의 관계를 토크를 기준으로 비선형 동적방정식 형태로 정리한다. 정리된 방정식을 선형화하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 PID제어기와 상태궤환제어기의 제어특징과 성능을 비교 및 연구한다. 테스트용 회전형 도립진자를 이용하여 위에서 구성된 제어기로 제어가능한지 실험한다. 테스트용 회전형도립진자는 RealSYS사의 리얼시스 DSP Inverted Pendulum 2005년 생산품으로 실험한다.

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상태궤환 기법을 적용한 회전식 역진자 시스템의 리세트 제어에 관한 연구 (A Study on Control of Rotary Inverted Pendulum systems using State Feedback and Reset Control Approaches)

  • 한현태;조현철;신동기;이영진;이권순
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.2039_2040
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    • 2009
  • 본 논문은 리세트(reset) 제어이론과 상태궤환 안정성 기법을 이용하여 회전식 역진자 시스템의 강인제어시스템을 제안한다. 우선 복잡한 비선형 역진자 시스템을 평형점에서 선형화한 후 상태궤환기법을 이용하여 안정한 모델을 구성한다. 이 선형시스템 모델에서 발생할 수 있는 시스템 섭동으로 인한 실시간 제어오차를 보상하기 위한 리세트 제어알고리즘을 보조제어시스템으로 추가한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 제어 알고리즘의 타당성 및 성능의 개선정도를 분석한다.

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극점배치기법을 이용한 계통 연계형 인버터의 사인입력 기준전압 추적 상태궤환 전류제어기 (Sine Reference Tracking State Feedback Current Controller for the Grid-connected Inverter using the Pole Placement Technique)

  • 배현수;이성준;최규식;조보형
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.607-609
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    • 2008
  • 본 논문에서는 태양광 발전 및 연료전지 시스템에서 사용되는 계통 연계형 인버터에 적용 가능한 새로운 전류제어기 설계방법을 제안한다. 제안된 상태궤환 전류제어기는 극점배치기법을 이용하여 주어진 시스템 요구사항에 따른 체계적인 제어기설계가 가능하며, 계통 전압과 동상을 가지도록 계통 주입전류를 제어한다. 이에 따라, 사인입력 기준전압을 추적할 수 있는 상태궤환 제어 알고리즘을 인버터의 대신호 평균 모델을 이용하여 설계하고, 200W급 계통 연계형 2단 구조 태양광 발전 전력변환 축소 시스템의 실험을 통하여 그 성능을 검증한다.

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시변 직류 모터 시스템을 위한 온라인 최소자승 추정법 기반 적응형 상태궤환 제어기 (Adaptive State Feedback Control using Online Least Square Estimation for Time-varying DC Motor Systems)

  • 조현철;김광수;이영진;이권순
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1682-1683
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    • 2007
  • 본 논문은 시변 파라미터를 갖는 직류 모터의 적응 제어를 위한 온라인 상태궤환 제어시스템을 구성한다. 모터의 전기자 저항은 공칭값에 대하여 가우시안 랜덤변수로 가정하고 온라인 최소자승 추정법을 이용하여 실시간으로 추정한다. 모터의 부하 토크 또한 시변 특성을 가지며 이런 시스템 환경의 변화에 대해서도 설정치를 잘 추종하는 특성을 갖도록 한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제어기법의 타당성을 검증하며 기존의 상태궤환 제어기법과 비교분석하여 성능의 우수성을 입증한다.

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상태궤환 제어기를 이용한 엘리베이터 안티롤백 기능 개발

  • 이은우;변성훈;홍찬욱
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.159-160
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    • 2011
  • 일반적인 엘리베이터 시스템에서는 로드셀이라고 하는 센서가 설치되어 탑승자를 포함한 모터에 걸리는 전체부하를 측정한다. 그리고 이 무게 정보는 브레이크가 풀리고 엘리베이터가 움직이기 시작하기 전에 토크 전향보상을 하는데 사용되고, 엘리베이터는 브레이크 개방 과정에서 정지상태를 유지하여 엘리베이터가 부드럽게 출발하도록 한다. 안티롤백은 로드셀없이 브레이크가 열리는 동안에 위치 편차를 억제하는 기능이다. 다른 회사에서는 이 기능을 기존의 PI 제어기를 사용하여 개발하였다. 반면에 이 논문에서는 안티롤백 기능을 위하여 상태궤환 위치제어기를 사용하였으며 그 적절성을 논의한다.

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후방차분 상태 추정기를 이용한 비선형 계통의 입출력 궤환 선형화 제어기 (Output-Feedback Input-Output Linearizing Controller for Nonlinear System Using Backward-Difference State Estimator)

  • 김성환;박장현
    • 전기전자학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.72-78
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    • 2005
  • 본 논문은 단일입력 단일출력 비선형 계통에 대해서 강인한 출력궤환 제어기를 제시한다. 이전의 출력궤환 비선형 제어기가 모두 동적인 관측기 기반으로 설계된 반면 본 논문에서는 출력의 과거값들만을 이용하여 상태변수를 추정하는 새로운 방식을 제안하고 이를 후방차분 상태추정기라 명했다. 실제 상태변수값과 추정치와의 오차를 보상하기 위해서 제어입력에 강인제어항을 추가하였고 그것의 이득을 자동으로 조정하는 적응 알고리듬을 채택했다. 전체 폐루프 시스템은 출력 추종 오차가 점근적으로 안정하도록 그리고 모든 신호가 유계이도록 제어입력과 적응법칙이 설계된다. 제시된 제어기를 역진자 계통에 적용한 모의실험을 통해서 성능을 검증하였다.

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