본 논문에서는 변수 불확실성을 가지는 이산시간 특이시스템의 강인 안정화 기법과 강인 보장비용 제어기법을 다룬다. 제안하는 제어기법은 제어기 존재조건에서 준정부호조건(semi-definite condition)이나 시스템 행렬의 분해 없이 볼록최적화(convex optimization)가 가능한 선형행렬부등식 접근방법을 이용하여 제안한다. 먼저, 강인 안정화 상태궤환 제어기는 폐루프 시스템의 정규성, 코잘 및 안정화를 만족하는 제어기의 존재조건과 설계방법을 선형행렬부등식으로 제시한다. 그리고 보장비용 함수의 상한치의 최소화를 보장하는 강인 보장비용 제어기 설계방법은 강인 안정화 제어기 설계를 기반으로 제안한다. 예제를 통하여 제안한 제어기 설계기법의 타당성을 확인한다
이산 시간계에서 실수의 극을 갖는 다입력, 다출력 프로세스에 대하여 유용한 제어방법이 제안 되었다. 이 제어방법은 적응제어와 최적 제어의 장점을 모두 가지며, 프로세스의 변수가 서서히 변한다는 가정하에서, 다이내믹스를 갖는 제어기의 설계에 응용될 수 있다. 프로세스 변수의 감식은 ARMA형태로 이루어지며 궤환 메트릭스의 최적화는 상태 변수 공간에서 이루어진다.
본 논문은 무선 센서 네트워크를 위한 패킷 손실을 포함하는 비선형 네트워크 제어 시스템의 관측기 기반 지능 제어기를 제시한다. 비선형 시스템의 지능 제어를 위해 Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 모델링 기법을 이용하고, 이를 통하여 비선형 네트워크 제어 시스템을 퍼지 모델로 표현한다. 퍼지 모델로 표현된 네트워크 제어 시스템에 대하여 퍼지 관측기를 설계하고, 관측기의 측정치와 실제 시스템의 상태변수 간의 오차를 안정화 시킬 수 있는 출력 궤환 제어기를 설계한다. 제안된 제어기를 포함한 폐루프 시스템의 안정도 조건을 선형 행렬 부등식으로 나타내고, 부등식을 이용하여 제어기의 이득값을 구한다. 모의실험을 통하여 제어기의 효용성을 평가한다.
브러쉬없는 직류전동기의 위치제어시 새로운 제어방법을 제시하였다. 일반적으로 브러쉬없는 직류전동기의 모델식은 비선형특성을 갖는다. 이 비선형특성을 벡터제어에 근거한 filed orientation방법으로 선형화시켰고, 선형화된 시스템에 새로운 상태변수를 첨가한 상태변수 궤환(augmented state variable feedback)방법이 적용될 수 있음을 보였다. 또한 부하외란을 미지의 입력으로 본 0-관측기(0-observer)로 부터 관측하고 여기서 얻은값을 이용하여 응답이 빠른 feedforward로 보상하였다. 이로써 전체시스템의 응답특성을 변화시키지 않고도 외란에 안정한(robust)특성이 얻어짐을 보였다. 전체 시스템은 마이크로 프로세어 MC68000을 이용한 디지탈 제어기로 구현하였고, 각 제어 알고리즘에 대한 시뮬레이션 및 실험결과로 제안된 제어알고리즘의 효과를 보였다.
Globally stabilizing adaptive fuzzy state- and output-feedback controllers for the fully nonaffine pure-feedback nonlinear system are proposed in this paper. By reformulating the original pure-feedback system to a standard normal form with respect to newly defined state variables, the proposed controllers require no backstepping design procedures. Avoiding backstepping makes the controller structure and stability analysis to be considerably simplified. For the global stabilty of the clossed-loop system, the self-structuring fuzzy system whose memebership functions and fuzzy rules are automatically generated and tuned is adopted. The proposed controllers employ only one fuzzy logic system to approximate unknown nonlinear function, which highlights the simplicity of the proposed adaptive fuzzy controller. Moreover, the output-feedback controller of the considered system proposed in this paper have not been dealt with in any literature yet.
DC motor를 제어하기 위하여, 두개의 feedback sensor 즉, potenfiometer와 tachometer를 사용하고 있다. 최적 제어치를 얻기위한 제어 방법으로써 선형계로써는 kalman regular type, 비 선형계로써는 on-off relay-type와 상태 제환을 적용하였다. 역시, 추적각의 측정 방법으로서는. 측정치를 이웅한 위치와 속도 미분치를 이용한 위치와 속도, 그리고 관측기를 이용한 위치, 속도와 오제곱 분산치를 추정하여 추적각의 제어치를 비교 분석하였다.
본 논문에서는 구동기 고장을 가지는 시간지연 특이시스템의 신뢰 H/sub ∞/ 상태궤환 제어기 설계방법을 제안한다. 미리 설정한 영역내에서의 구동기 고장이 발생함에도 불구하고 특이시스템의 점근적 안정성(asymptotic stability)과 H/sub ∞/ 성능지수를 만족하는 신뢰 H/sub ∞/ 제어기가 존재할 조건과 제어기 설계 기법을 선형행렬부등식, 특이값 분해(singular value decomposition), 슈어 여수정리(Schur complements), 변수 치환 등에 의하여 제시한다. 제안한 충분조건은 구하려는 모든 변수의 견지에서 하나의 선형행렬부등식으로 표현되기 때문에 모든 해를 동시에 구할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 제안한 알고리듬을 이용하면 변수불확실성과 시간지연을 가지는 특이시스템에 대한 강인 신뢰(robust reliable) H/sub ∞/ 제어기 설계문제에도 쉽게 확장됨을 보인다. 마지막으로, 제안한 알고리듬의 타당성을 수치예제를 통하여 확인한다.
직접 구동용 브러시 없는 직류전동기(BRUSHLESS direct drive motor : BLDD motor)의 강인한 위치제어를 위해 신경망을 사용하여 접근하는 새로운 제어방식이 소개된다. 전향 신경망이 추가된 선형 2차 제어기는 AC서보의 객체지향 방법을 사용함으로서 대략적으로 선형화 되어지는 강인한 BLDD 모터 시스템을 얻기 위해 사용된다. 구동 상태의 온-라인 위상에서 학습되는 이 신경망은 전향신호와 오차 역 전파법(Back-Propagation Method)에 의해 구성된다. 총 노드의 수가 8개이기 때문에 이 시스템은 일반적인 마이크로 프로세서에 의해 쉽게 실현될 수 있다. 일반적인 작동중, 입출력 응답은 표본화되어지고 가중치는 매개변수 또는 부하 토크의 능한 변이를 적용하기 위해 각 표본주기에서 오차 역 전파법에 의해 학습된다. 그리고, 상태공간에서 시스템 분석은 상태 궤환 이득을 얻기 위해 체계적으로 실행했다. 또한, 강인성은 전반적인 시스템응답에 영향력을 주지 않고 얻어진다.
This paper presents a new method on controller design of brushless dc motors. In such drives the current ripples are generated by motor inductance in stator windings and the back EMF. To suppress the current ripples the current controller is generally used. To minimize the size and the cost of the drives it is desirable to control motors without the current controller and the current sensing circuits. To estimate the motor CUlTent it is modeled by a neural network that is contigured as an output-error dynamic system. The identified model is essentially a one step ahead prediction structure in which past inputs and outputs are used to calculate the current output. Using the model, a state feedback controller to compensate the effects of disturbance has been designed. The controller is implemented by a 16-bit microprocessor and the effectiveness of the proposed control method is verified through experiments.
이 논문에서는 마코프 프로세스로 모델링되는 전송 오류나 전송 지연이 있는 네트워크 제어 시스템을 위한 제어기 설계 방법들을 제안한다. 마코프 지연을 갖는 제어 시스템을 위한 안정화 조건을 지연 의존적인 리아프노프-크라소프스키 범함수가 증가된 제어 시스템의 리아프노프 함수와 동일한 형태를 갖는다는 점을 이용하여 찾는다. 유도된 안정화 조건으로부터 복잡도를 줄이기 위한 수 개의 제어 설계기 방법을 제안한다. 모의 실험을 통하여 제안된 방법 중 행렬 변수의 탐색 공간을 블록 대각 행렬로 제한하는 제한 부분 공간 방법이 성능과 복잡도 사이에서 가장 좋은 트레이드오프를 제공함을 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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