• Title/Summary/Keyword: 선형제어알고리즘

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Design of an OPtimal Controller for the Nonlinear Robot Manipulators with the Actuator Dynamics (조작기의 동특성을 고려한 비선형 로봇 매니퓰레이터의 최적 제어기 설계)

  • 김학범;이양범
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.18 no.9
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    • pp.1376-1385
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    • 1993
  • This paper presents a new dynamic model which is represented by the second order differenatial equation and itcludes the robot arm dynamics as well as the actuator dynamics. The model exhibits excellent performance in the steady state and transient response. In addition the time varing nonlinear and coupled dynamic system has been linearized and decoupled by using nonlinear feedback and linearization method. In this case a pole assignment law is used to improve stability, and the optimal control altorithm is applied to the error equation to minimize the path error. In applying the proposed algorithm to the three joint manipulator with actuators, we obtained very encouraging results.

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Long-distance transfer control of PMLSM using section control (섹션을 이용한 영구자석선형동기전동기의 장거리 이송제어)

  • Park, B.W.;An, M.H.;Kim, J.W.;Moon, S.H.;Park, S.J.;Lee, K.C.
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2014.07a
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    • pp.106-107
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    • 2014
  • 본 논문에서는 장거리/정밀 이송장치의 추진시스템 동작을 위한 새로운 구조의 영구자석선형동기전동기 및 제어 알고리즘을 제안한다. 제안하는 선형전동기의 이동자는 영구자석을 사용하였으며, 고정자는 각각 독립된 구조를 갖는 집중권선 방식의 코일로 구성되어 있다. 다수의 독립적인 코일 구동을 위하여 아날로그 전류증폭기를 사용하여 전류제어기를 제작하였다. 또한 성능파악을 위해 영구자석선형동기전동기의 축소형 프로토 타입을 제작하였고 실험결과를 통해 제안된 영구자석선형동기전동기의 장거리/정밀 이송장치로서의 적합성을 증명하였다.

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Design of Optimized Two Degree of Freedom Controller for Rotary Inverted Pendulum System Using Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms (회전형 역 진자 시스템에 대한 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘을 이용한 최적 2-자유도 제어기 설계)

  • Jeong, Seung-Hyeon;Jang, Han-Jong;Choe, Jeong-Nae;O, Seong-Gwon
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.349-352
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    • 2007
  • 본 논문은 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGAs)을 이용한 회전형 역 진자 시스템의 최적 2-자유도 제어기 설계를 제안한다. 비선형이며 불안정한 운동을 하는 회전형 역 진자 시스템은 회전지렛대(rotating arm) 위의 폴(pole)이 적당한 제어력이 없는 상황에서 중력에 의해 어느 한 쪽 방향으로 넘어지려고 할 때, 외부에서 회전지렛대에 힘을 가하여 회전지렛대의 특정위치와 폴의 각도를 유지시키는 시스템으로, 본 논문에서는 두 개의 피드백 제어루프를 갖는 2-자유도 제어기를 구성한다. 각각의 제어기는 PD 제어기로 구성하고, 조기수렴 문제를 내재하고 있는 기존의 유전자 알고리즘의 해결방안중 하나인 HFCGAs를 이용하여 최적의 제어기 파라미터들을 구한다. 마지막으로 실제 공정에 적용하여 설계된 제어기의 성능을 평가한다.

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Implementation of Fuzzy Controller for MFC (MFC의 퍼지제어기 구현)

  • Lee, Seok-Ki;Lee, Yun-Jung;Lee, Seung-Ha
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.14 no.5
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    • pp.648-654
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    • 2004
  • The Mass Flow Controller(MFC) has become crucial in semiconductor manufacturing equipments. It is an important element because the quality and the yield of a semiconductor process are decided by the accurate flow control of gas. Therefore, the demand for implementing the high speed and the highly accurate control of MFCs has been increasing. It is hard to find an article of the control algorithm applied to MFCs. But, it is known that commercially available MFCs adopt PID control algorithms. Particularly, when the system detects the flow by way of heat transfer, the MFC control problem includes the slow response and the nonlinearity. In this paper, MFC control algorithm with a superior performance to the conventional PID algorithm is discussed and the superiority is demonstrated through the experiment. A fuzzy controller was utilized in order to compensate the nonlinearity and the slow response, and the performance is compared with that of an MFC currently available in the market. The control system, in this paper, consists of a personal computer, the data acquisition board and the control algorithm carried out by LabWindows/CVI program on the PC. In addition, a method of estimating the actual flow from the sensor output with the slow response is presented. In conclusion, according to the result of the experiment, the proposed algorithm shows better accuracy and is faster than the conventional controller.

Model Predictive Control System Design with Real Number Coding Genetic Algorithm (실수코딩 유전알고리즘을 이용한 모델 예측 제어 시스템 설계)

  • Bang, Hyeon-Jin;Park, Jong-Cheon;Hong, Jin-Man;Lee, Hong-Gi
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.336-339
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    • 2006
  • 모델 예측 제어 시스템은 이동 제어 구간에서 원하는 출력과 예측된 출력의 차이를 최소화하는 현재의 제어 입력을 적용하는 방식을 사용한다. 제약조건이 있는 경우이거나 비선형 시스템 문제의 경우는 주어진 함수를 최소화하는 최적화 문제를 풀기가 힘들다. 본 논문에서는 모델 예측 제어 시스템의 최적화 문제를 실수 코딩 유전 알고리즘을 이용하여 효율적으로 구할 수 있음을 보인다. 또한 실수코딩 유전알고리즘이 여러 가지 면에서 디지털코딩 유전알고리즘보다 더 자연스럽고 유리함을 모의실험을 통해 보인다.

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A Study on the Time Delay Compensate Algorithm in Uniform Linear Array Antenna on Radar System (레이더시스템의 등 간격 선형 배열 안테나에서 시간 지연 보상 알고리즘 연구)

  • Lee, Min-Soo
    • The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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    • v.12 no.4
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    • pp.434-439
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    • 2019
  • This paper proposed a control algorithm to compensate the delay time to improve the signal to noise, and the proposed control algorithm estimate the target information to apply the continuous wave radar equation. The proposed control algorithm improves the output signal of each array element bv multiplying the weight of the receive signal to the signal to noise ratio. Radar radiate a signal in spatial and the target information is estimated by the echoed signal from the target. But the signal in the wireless communication environment occurs the delay time due to the multipath which appear human and natural structures. It is difficult to accurately estimate the desired information because of the degradation for the system performance due to the interference signal and the signal distortion. The target information can be improved by compensating the delay signal to apply the weight to the received signal by using the uniform linear array antenna. As a simulation result, we show that the performance of the proposed control algorithm and the non-compensated delay time are compared. The proposed control algorithm proved that the target distance estimation information is improved.

Design of Guidance Law and Lateral Controller for a High Altitude Long Endurance UAV (고고도 장기체공 무인기의 유도 및 방향축 제어 알고리즘 설계)

  • Koo, Soyeon;Lim, Seunghan
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.13 no.2
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    • pp.1-9
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    • 2019
  • This paper elaborates on the directional axis guidance and control algorithm used in mission flight for high altitude long endurance UAV. First, the directional axis control algorithm is designed to modify the control variable such that a strong headwind prevents the UAV from moving forward. Similarly, the guidance algorithm is designed to operate the respective algorithms for Fly-over, Fly-by, and Hold for way-point flight. The design outcomes of each guidance and control algorithm were confirmed through nonlinear simulation of high altitude long endurance UAV. Finally, the penultimate purpose of this study was to perform an actual mission flight based on the design results. Consequently, flight tests were used to establish the flight controllability of the designed guidance and control algorithm.

New Algorithm for Demand Power Prediction Using Newton Extrapolation Method (Newton 보외법에 의한 수요전력 예측 알고리즘)

  • Chung, Dae-Won
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2001.07d
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    • pp.2782-2784
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    • 2001
  • 최대수요전력 제어기의 실시간 부하전력예측을 위하여 Newton 보외법을 적용하였다. 기존의 선형기법에 비하여 실제 데이터에 가까운 부하전력을 예측할 수 있었다. 이 새로운 알고리즘을 적용함으로써 부하예측을 보다 정확히 할 수 있어 빈번한 부하차단이나 우발적인 차단을 방지하여 설비 운용의 신뢰성을 높일 수 있다. 개선된 알고리즘은 마이컴으로 제어되는 실제 시스템에 적용하여 보다 나은 성능을 얻을 수 있었다.

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Optimal Control of Time and Energy for Mobile Robots Using Genetic Algorithm (유전알고리즘을 이용한 이동로봇의 시간 및 에너지 최적제어)

  • Park, Hyeon-jae;Park, Jin-hyun;Choi, Young-kiu
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.21 no.4
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    • pp.688-697
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    • 2017
  • It is very difficult to solve mathematically the optimal control problem for non - linear mobile robots to move to target points with minimum energy related to velocity, acceleration and angular velocity in minimum time. This paper proposes a method to obtain optimal control gains with which mobile robots move with minimum energy related to velocity, acceleration and angular velocity in minimum time using genetic algorithms. Mobile robots are non - linear systems so that their optimal control gains depend on initial positions. Hence initial positions are divided into some partition points and optimal control gains are obtained at each partition point with genetical algorithms. These optimal control gains are used to train neural networks that generate proper control gains at arbitrary initial position. Finally computer simulation studies have been conducted to verify the effectiveness of the method proposed in this paper.

Design of Optimized Fuzzy Cascade Controller Based on HFCGA for Ball & Beam System (Ball & Beam 시스템에 대한 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘을 이용한 최적 퍼지 캐스케이드 제어기 설계)

  • Jang, Han-Jong;Choi, Jeoung-Nae;Oh, Sung-Kwun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.308-309
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    • 2007
  • 본 논문에서는 계층적 공정 경쟁 기반 병렬 유전자 알고리즘 (Hierarchical Fair Competition Genetic Algorithm: HFCGA)을 이용하여 Ball & Beam 시스템에 최적의 Fuzzy Cascade 제어기를 설계하고자 한다. Ball & Beam 시스템은 비선형적이며 Beam의 마찰계수와 Ball의 중력 가속도를 고려하여 Ball의 위치를 조정하는 시스템이다. 이러한 Ball & Beam 시스템에 대해 Fuzzy Cascade 제어기를 설계하고, 조기 수렴에 문제가 있는 기존의 유전자 알고리즘을 개선한 HFCGA를 이용하여 제어기의 파라미터를 최적화 한다. 마지막으로 실제 플랜트에 적용하여 설계된 제어기의 성능을 평가하고, PD Cascade 제어기와 Fuzzy Cascade 제어기의 성능을 비교한다.

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