• Title/Summary/Keyword: 상태 변수 궤환 제어기

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A Robust State Feedback Control of Gimbal System with Parametric Uncertainty (불확실성 파라미터를 포함하는 김발시스템의 상태궤환 강인제어기 설계)

  • Jeon, YeongBeom;Choi, WooSeok;Han, JiHoon;Lee, SungWoo;Kang, TaeHa
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.52 no.8
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    • pp.140-147
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    • 2015
  • In this paper, we propose a state feedback robust controller of 2-axis gimbal system which have bounded parametric uncertainty. The proposed controller is robust against dynamics variations of gimbal system and contains a dynamic compensator in order to improve a steady state error and a transient response. The stability of the closed-loop system is proved by Lyapunov approach. The performance of the proposed method is demonstrated by simulation on a 2-axis gimbal system.

Backstepping Approach to Vibration Suppression for An Industrial Robot Manipulator (역진 제어 기법을 사용한 산업용 로봇의 진동 억제 제어기의 설계)

  • Bang, Jae-Sung;Shim, Hyung-Bo;Park, Sang-Kyun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.07a
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    • pp.1803-1804
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    • 2008
  • 이 논문에서는 임의의 크기를 가진 외란과 모델 불확실이 포함된 2관성계 시스템의 강인 제어기를 설계하고자 한다. 제안된 제어기는 역진 제어 기법을 사용하여, 2-관성계 시스템의 제어하고자 하는 상태 변수의 궤적과 공칭 궤적 사이의 오차를, 정상 상태에서뿐만 아니라 과도 상태에서도 임의의 크기로 줄일 수 있도록 설계될 것이다. 또한 비선형 제어 기법의 일종인 역진 제어 기법을 사용하였지만, 제시된 제어기의 구조는 시불변 선형 상태 궤환(state-feedback) 및 앞먹임(feedforward)의 구조를 가지게 되어 산업용 로봇에 적용될 수 있다는 장점을 가지고 있다. 실제로 이 논문에서는 제어기의 안정성에 대한 증명뿐만 아니라, 실제 로봇에 적용한 결과가 포함될 것이다.

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Adaptive Output-feedback Neural Control of uncertain pure-feedback nonlinear systems (불확실한 pure-feedback 비선형 계통에 대한 출력 궤환 적응 신경망 제어기)

  • Park, Jang-Hyun;Kim, Seong-Hwan;Jang, Young-Hak;Ryoo, Young-Jae
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.23 no.6
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    • pp.494-499
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    • 2013
  • Based on the state-feedback adaptive neuro-control algorithm for a SISO nonaffine pure-feedback nonlinear system proposed in [15], an output-feedback controller is proposed in this paper. The output-feedback adaptive neural-net controller for the considered nonlinear system has not been previously proposed in any other literatures yet. The proposed output-feedback controller inherits all the advantages of [15] such that it does not adopt backstepping and this results in relatively simple control and adapting laws. Only one neural network is required for the proposed adaptive controller. The proposed neural-net control scheme expands the applicable class of nonlinear systems.

$H_\infty$ Controller Design for Discrete-time Linear Systems with Time-varying Delays in States using S-procedure (S-procedure를 이용한 상태에 시변 시간지연을 가지는 이산 선형 시스템에 대한 $H_\infty$ 제어기 설계)

  • Kim, Ki-Tae;Cho, Sang-Hyun;Park, Hong-Bae
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.39 no.2
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    • pp.95-103
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    • 2002
  • This paper deals with the H$_{\infty}$ control problems for discrete-time linear systems with time-varying delays in states. The existence condition and the design method of the H$_{\infty}$ state feedback controller are given. In this paper, the H$_{\infty}$ control law is assumed to be a memoryless state feedback, and the upper-bound of time-varying delay and S-procedure are used. Through some changes of variables and Schur complement, the obtained sufficient condition can be rewritten as an LMI(linear matrix inequality) form in terms of all variables.

A Discrete-time Sliding Mode Control Scheme to Improve Transients of Grid-connected Inverter under Distorted Grid (왜곡 계통 조건에서 계통연계 인버터의 과도응답을 개선하기 위한 이산시간 슬라이딩 모드)

  • Yoon, Seung-Jin;Kim, Kyeong-Hwa
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2018.07a
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    • pp.338-339
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    • 2018
  • 최근 분산전원 시스템 개발로 인해 계통연계 인버터의 사용이 증가해 왔다. 계통연계 인버터의 주요한 역할은 계통연계 환경에서의 안정적인 운전과 계통 사고 시 중요 부하에 대한 연속적인 전력을 공급하기 위한 독립운전에 있다. 각 모드 전환시의 출력전압의 변동성과 과도응답 특성을 개선하기 위해 최근 다중 루프 및 간접 전류 제어 방식이 계통연계 인버터에 적용되었다. 하지만 이러한 제어 방식은 캐패시터 전압 및 인버터 전류의 측정이 요구되어 시스템의 비용 및 복잡성을 증가시키게 된다. 본 논문에서는 이산시간 상태공간에서의 전상태 관측기를 설계하여 무순단 절체 동작 시 제어기가 요구하는 변수를 추정하고 이를 궤환신호로 사용하여 시스템의 설계 비용 및 복잡성을 줄인다. 또한 계통연계 시 계통유입 고조파 전류를 억제하기 위해 일반적으로 사용되는 기존 공진형 제어기의 과도 응답을 개선하기 위해 이산시간에서 슬라이딩 모드와 공진제어기가 결합된 새로운 제어기 구조를 제안한다. 제안된 기법의 타당성은 PSIM 시뮬레이션을 통하여 입증된다.

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Approximation-Based Decentralized Adaptive Output-Feedback Control for Nonlinear Interconnected Time-Delay Systems (비선형 상호 연결된 시간 지연 시스템을 위한 함수 예측 기법에 기반한 분산 적응 출력 궤환 제어)

  • Yoo, Sung-Jin
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.22 no.2
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    • pp.174-180
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    • 2012
  • This paper proposes a decentralized adaptive output-feedback controller design for nonlinear interconnected systems with unknown time delays. The interaction terms with unknown delays are related to all states of subsystems. The time-delayed functions are compensated by using appropriate Lyapunov-Krasovskii functionals and function approximation technique. The observer dynamic surface design technique is employed to design the proposed memoryless local controller for each subsystem. In addition, we prove that all signals in the closed-loop system are semiglobally uniformly bounded and control errors converge to an adjustable neighborhood of the origin.

A heuristic method to develop a state feedback controller for a system with Marko delay (마코프 지연을 갖는 시스템을 위한 상태 궤환 제어기 설계 방식 연구)

  • Yang, Janghoon
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2018.10a
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    • pp.380-382
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    • 2018
  • 사이버 물리 시스템의 발달은 네트워크 기반 제어 시스템을 다양한 형태로 진화시키고 있다. 네트워크에서는 전송 지연과 전송 오류에 의해서 다양한 불규칙한 지연이 발생하고 지연에 강인한 제어기 설계가 요구되고 있다. 마코프 프로세서를 따르는 지연을 갖는 제어 시스템에서 제어기를 설계할 때에 많이 사용되는 모델중에 하나가 확장된 상태 벡터를 기반으로 한 마코프 점프 선형 시스템 모델이다. 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 리아푸노프 안전성 조건으로부터 유도되는 선형 행렬 부등식의 안정성 조건으로부터 저복잡도를 가지고 제어기를 유도하는 직관적 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 모의 실험을 통해서 성능을 확인하였으나, 직관적 방법 구조상에서 제한 조건의 수가 자유 변수의 수보다 많은 이유 때문에 성능이 배우 제한적임을 확인하였고, 이를 개선하기 위한 향후 연구가 요청됨을 확인하였다.

Design and DSP-based Implementation of Robust Nonlinear Speed Control of Permanent Magnet Synchronous Motor (영구자석 동기전동기의 강인 비선형 속도제어기의 설계 및 DSP에 기반한 구현)

  • 백인철;김경화;윤명중
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.4 no.1
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    • pp.1-12
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    • 1999
  • A design and DSP-based implementation of robust nonlinear speed control of a permanent magnet synchronous motor(PMSM) under the unknown parameter variations and speed measurement error is presented. The model reference adaptive system(MRAS) based adaptation mechanisms for the estimation of slowly varying parameters are derived using the MIT rule. For the disturbances or quickly varying parameters, a quasilinearized and decoupled model which includes the influence of parameter variations and speed measurement error on the nonlinear speed control of a PMSM is derived. Based on this model, a boundary layer integral sliding mode controller to improve the robustness and performance of the nonlinear speed control of a PMSM is designed and compared with the conventional controller which employs Proportional plus Derivative(PD) control. To show the validity of the proposed scheme, simulations and DSP-based experimental works are carried out and compared with the conventional control scheme.

Adaptive Neural Control of Nonlinear Pure-feedback Systems (완전궤환 비선형 계통에 대한 적응 신경망 제어기)

  • Park, Jang-Hyun;Kim, Seong-Hwan;Chang, Young-Hak
    • Journal of IKEEE
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    • v.14 no.3
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    • pp.182-189
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    • 2010
  • A new Adaptive neural state-feedback controller for the fully nonaffine pure-feedback nonlinear system are presented in this paper. By reformulating the original pure-feedback system to a standard normal form with respect to newly defined state variables, the proposed controller requires no backstepping design procedure. Avoiding backstepping makes the controller structure and stability analysis considerably simple. The proposed controller employs only one neural network to approximate unknown ideal controllers, which highlights the simplicity of the proposed neural controller. Simulation examples demonstrate the efficiency and performance of the proposed approach.

Robust Adaptive Fuzzy Observer Based Control for Unknown Nonlinear Systems (적응 퍼지 관측기를 이용한 비선형 시스템의 강인한 제어기 설계)

  • Ryu Tae-Yeong;Hyeon Chang-Ho;Kim Eun-Tae;Park Min-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.420-424
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    • 2006
  • 본 논문에서는 외란을 갖는 불확실한 비선형 시스템을 제어하기 위하여 $H^{\infty}$ 제어를 이용한 강인 간접 적응 퍼지 관측기를 설계하여 상태변수를 관측하고 외란관측기를 설계하여 시스템의 외란을 제거하는 강인한 제어기를 구성한다. 제안된 외란관측기는 시스템과 외란의 대역폭보다 큰 궤환 이득을 가짐으로써 기존의 역플랜트 모델 또는 퍼지 기반의 외란관측기 보다 간단한 구조를 가지고 외란과 시스템 모델링 오차의 합을 관측해 낼 수 있다. 본 논문에서는 도립진자 시스템의 모의실험을 통하여 관측기, 외란관측기와 제어기의 성능을 평가한다.

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