• Title/Summary/Keyword: 선형제어

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On Learning and Structure of Cerebellum Model Linear Associator Network(I) -Analysis & Development of Learning Algorithm- (소뇌모델 선형조합 신경망의 구조 및 학습기능 연구(I) -분석 및 학습 알고리즘 개발-)

  • Hwang, H.;Baek, P.K.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • v.15 no.3
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    • pp.186-198
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    • 1990
  • 인간 소뇌의 구조와 기능을 간략하게 수학적으로 모델링하여 입력에 따른 시스템의 적정 출력을 학습에 의한 적응 제어 방식으로 추출해 내는 소뇌모델 대수제어기(CMAC : Cerebellar Model Arithmetic Controller)가 제안되었다. 본 논문에서는 연구개발된 기존 신경회로망과의 비교 분석에 의거하여, 소뇌모델 대수제어기 대신 네트의 특성에 따라 소뇌모델 선형조합 신경망(CMLAN : Cerebellum Model Linear Associator Network)이라 하였다. 소뇌모델 선형조합 신경망은 시스템의 제어 함수치를 결정하는 데 있어, 기존의 제어방식이 시스템의 모델링을 기초로 하여 알고리즘에 의한 수치해석적 또는 분석적 기법으로 모델 해를 산출하는 것과 달리, 학습을 통하여 저장되는 분산기억 소자들의 함수치를 선형적으로 조합함으로써 시스템의 입출력을 결정한다. 분산기억 소자로의 함수치 산정 및 저장은 소뇌모델 선형조합 신경망이 갖는 고유의 구조적 상태공간 매핑(State Space Mapping)과 델타규칙(Delta Rule)에 의거한 시스템의 입출력 상태함수의 학습으로써 수행된다. 본 논문을 통하여 소뇌모델 선형조합신경망의 구조적 특성, 학습 성질과 상태공간 설정 및 시스템의 수렴성을 규명하였다. 또한 기존의 최대 편차수정 학습 알고리즘이 갖는 비능률성 및 적용 제한성을 극복한 효율적 학습 알고리즘들을 제시하였다. 언급한 신경망의 특성 및 제안된 학습 알고리즘들의 능률성을 다양한 학습이득(Learning Gain)하에서 비선형 함수를 컴퓨터로 모의 시험하여 예시하였다.

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Study on Properties of Pitch Control for Wind Turbine (풍력터빈의 피치 PI 제어기 특성 고찰)

  • Lim, Chae-Wook
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.1
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    • pp.59-65
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    • 2011
  • The aerodynamic power and torque of wind turbines are extremely nonlinear. Therefore, the overall dynamic behavior of a wind turbine exhibits nonlinear characteristics that are dependent on the magnitude of the wind speed. The nonlinear aerodynamic characteristics of the wind turbine also affect the characteristics of the control system of the wind turbine. Therefore, the analysis of the nonlinear aerodynamic characteristics of wind turbine is essential in designing the wind-turbine controller. In this study, the nonlinear aerodynamic characteristics and the effects of these characteristics on the closed-loop pitch system with PI controller for an 1-mass model of the wind turbine are investigated above rated power.

A Study on the Behaviour of Nonlinear Dynamic Absorber (비선형 동흡진기의 동적거동에 관한 연구)

  • 박철희;송석홍;신현재
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.55-58
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    • 1992
  • 일반적으로 기계계 또는 기계요소가 외력을 받아 진동할 때 공진이 문제시 되는 경우가 많다. 이러한 계의 공진 제어에는 주로 댐핑재료(damping material)의 사용이 일반화 되어왔다. 그러나 댐핑재료를 사용한 제어에 있어 서는 계의 특성이나 규모등에 따라 많은 제한요소가 따르는데 특히 구조물 의 규모가 커지거나 복잡해지면, 제어 위치선정에도 어려움이 따르며 그 효 과도 기대하기 어렵다. 다른 방법으로는 기계계의 동적 특성치에 변화를 주 는 것이나, 이를 허용하지 않는 계가 많다. 따라서 이러한 단점들을 보완하 기 위해서 고안된 것이 동흡진기(dynamic absorber)이다. 기존의 선형 동흡 진기[1]는 주공진 부근영역에서 가진되는 계에만 적용이 가능하기 때문에, 흡진기와 기계계의 크기비(ratio)의 결정이 제한적이다. 이런 제한을 극복하 여 비교적 넓은 범위의 가진 주파수에 대해서 최대의 응답을 최소화하기 위 해서는 비선형 동흡진기[5]의 해석이 요구되고 있다. 제어대상의 최적응답을 얻기 위해 흡진기의 크기를 변화시키는 과정을 tuning이라 하는데, 이 과정 을 통해 최적의 감쇠값을 결정할 수 있다. 비선형 흡진기의 장점은 tuning 과정시 비선형 파라미터 변화에 의해 제어가 가능한 영역을 확장할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 동흡진기의 tuning 과정시 흡진기의 크기비와 비선형 파라미터비에 따른 효과를 정규모우드를 활용하여 고찰한 후, 최적의 응답을 통해 비선형 동흡진기의 동적 거동을 연구하였다.

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A Study on Pressure Control for Variable Thrust Solid Propulsion System Using Cold Gas Test Equipment (상온기체 모사장치를 이용한 가변추력 고체추진기관의 압력제어 연구)

  • Lee, Ho-Sung;Lee, Do-Yoon;Park, Jong-Seung;Kim, Joung-Keun
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.1
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    • pp.76-81
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    • 2009
  • A nonlinear pressure controller to actively regulate the thrust of a solid propulsion system is presented. To compensate for the parametric uncertainties with respect to the chamber pressure induced by changing nozzle throat area, Lyapunov-based parameter adaptation method has been applied. In order to verify the effectiveness of the proposed control method, the experiments were carried out using the cold gas test equipment that can simulate the operating environment of variable thrust solid propulsion system. The experiment results show that the nonlinear pressure controller has better performance than conventional P and PI controller.

Design of a Fuzzy-Model-Based Controller for Nonlinear Systems (비선형 시스템을 위한 퍼지 모델 기반 제어기의 설계)

  • 주영훈
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.9 no.6
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    • pp.605-614
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    • 1999
  • This paper addresses analysis and design of a class of complex single-input single-output fuzzy control systems. In the proposed method, the fuzzy model, which represents the local dynamic behavior of the given nonlinear system, is utilized to construct the controller. The overall controller consists of the local compensators which compensate the local dynamic linear model and the feed-forward controller which is designed via sliding mode control theory. Therefore, the globally stable fuzzy controller is designed without finding a common Lyapunov matrix. and shows improved perfonnance and tracking results by taking the advantages of fuzzy-model-based control theory and sliding mode control theory. Furthennore, stability analysis is conducted not Ibr the fuzzy model but for the real underlying nonlinear system. Two numerical examples are included to show the effcctiveness and feasibility of the proposed fuzzy control method.

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Sensorless Speed Control of IPMSM Using an Extended Kalman Filter and Nonlinear and Adaptive Back-Stepping Control Technique (비선형 적응 백스텝핑 제어 기법과 EKF를 적용한 IPMSM의 센서리스 속도 제어)

  • Jeon, Yong-Ho;Cho, Whang
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.7 no.6
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    • pp.1413-1422
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    • 2012
  • Adaptive back stepping control technique may provide robust control characteristics under parameter perturbation caused by changing external condition. In order to synthesize a high-precision velocity controller for IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) using this method, the period of control loop should be very small. However, because of the resolution of the encoder for speed measurement, control cycle is limited, which makes it difficult to improve the performance of the controller. This paper proposes a velocity controller design method based on nonlinear adaptive back-stepping method to accomplish fast and accurate performance. Here, an EKF(Extended Kalman Filter) method is incorporated for the estimation of the motor speed into the design of a speed controller using adapted back-stepping control technique. The performance of the proposed controller is demonstrated through simulation using PSIM.

Speed Sensorless Vector Control of a Linear Induction Motor using Stator-Flux Oriented Control Scheme (고정자 자속 기준 제어 기법을 이용한 선형 유도 전동기의 속도 센서리스 벡터제어)

  • 오성철
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2000.07a
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    • pp.596-599
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    • 2000
  • 벡터 제어이론은 교류전동기의 토오크와 자속을 독립적으로 제어할 수 있는 특징이 있으므로 토오크 제어를 주로 하는 견인용 전동기의 제어에 적용하기 위한 연구가 활발히 수행되어 왔다 그러나 선형 유도전동기 구동에는 아직 널리 사용되지 않은 실정이다 벡터 제어이론은 일반적으로 회전자자속 기준제어(Rotor flux oriented control)을 의미하며 이를 구현하기 위한 방법은 자속을 직접 측정 혹은 연산하는 직접제어 방식과 속도를 측정하여 슬립주파수 명령을 제어하는 간접방식으로 분류된다. 최근에는 기존의 회전자자속 기준방식뿐만 아니라 고정자자속(Stator flux oriented) 공극자속(Air gap flux oriented) 기준 방식등이 제안되고 있다. 본연구에서는 자기부상열차의 추진용 선형 유도 전동기의 추진에 가장 적합하다고 생각되는 고정자자속 기준벡터제어 방식과 이를 구현하기 위한 고정자 자속을 추정하는 방법에 대하여 설명한다. 또한 속도제어를 위한 속도 추정방식도 안내코일 등 부장치 없이 전동기 파라미터로 추정할 수 있는 기법에 대하여 논한다.

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Application of the nonlinear transformation and linear state state feedback control to nonlinear hydraulic servo system (비선형 유압 서보시스템의 비선형 변환 및 이에 대한 선형제어에 관한 연구)

  • 김영준;장효환
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 1989.10a
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    • pp.272-275
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    • 1989
  • In this paper feedback linearization of valve-controlled nonlinear hydraulic velocity control system is studied. The $C^{\infty}$ nonlinear transformation T is obtained, and it is shown that this transformation is global one. Linear equivalence of nonlinear hydraulic velocity control system is obtained by this global nonlinear transformation, and linear state feedback control law is applied to this linear model. It is shown that this transformation method is to the linear approximation by simulation study..

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Fuzzy H2/H Controller Design for Delayed Nonlinear Systems with Saturating Input (포화입력을 가지는 시간지연 비선형 시스템의 퍼지 H2/H 제어기 설계)

  • Cho, Hee-Soo;Lee, Kap-Rai;Park, Hong-Bae
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.12 no.3
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    • pp.239-245
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    • 2002
  • In this Paper, we present a method for designing fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controllers of delayed nonlinear systems with saturating input. Takagi-Sugeno fuzzy model is employed to represent delayed nonlinear systems with saturating input. The fuzzy control systems utilize the concept of the so-called parallel distributed compensation(PDC). Using a single quadratic Lyapunov function, the globally exponential stability and $H_2/H_{\infty}$ performance problem are discussed. And a sufficient condition for the existence of fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controllers is given in terms of linear matrix inequalities(LMIs). The designing fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controllers minimize an upper bound on a linear quadratic performance measure. Finally, a design example of fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controller for uncertain delayed nonlinear systems with saturating input.

Decentralized Dynamic Output Feedback Controller for Discrete-time Nonlinear Interconnected Systems via T-S Fuzzy Models (이산 시간 비선형 상호 결합 시스템의 T-S 퍼지 모델을 위한 분산 동적 출력 궤한 제어기 설계)

  • Gu, Geun-Beom;Ju, Yeong-Hun;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.374-377
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    • 2007
  • 본 논문은 Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 모델을 이용하여 이산 시간에서의 비선형 상호 결합 시스템에 대한 분산 동적 출력 궤한 제어기를 제시한다. 이산시간 비선형 상호 결합 시스템의 각 하위 시스템에 대한 T-S 퍼지 모델링을 한 후, 각각에 대해 동적 출력 궤한 제어기를 설계한다. 제어가 된 폐루프 하위 시스템들로 전체 시스템의 평형점이 안정화되는 선형 행렬 부등식 (LMI)을 구하고, 부등식을 이용하여 동적 출력 궤한 제어기의 이득값을 구한다. 마지막으로 모의실험을 통해 분산 동적 출력 궤한 제어기의 효용성을 확인한다.

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