본 논문에서는 간단한 외란 관측 기법을 이용한 영구자 석형 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor: PMSM)의 비선형 속도 제어 기법이 제안된다. 피드백 선형화 (feedback linearization) 기법을 이용함으로써 비선형 요소가 효과적으로 제거되고 출력 오차 동특성을 선형 제어 기법에 기반 하여 설정할 수 있다. 그리고 파라미터 변동에 의한 비선형 외란을 제거하기 위해 본 논문에서는 외란 관측 기법을 이용한다. 제안한 관측기를 이용한 비선형 속도 제어 알고리즘이 파라미터 변동에 대해 강인한 제어 특성을 가짐을 시뮬레이션으로 확인하였다.
Hydrodynamic coefficients strongly affect the dynamic performance of an AUV. Thus, it is important to know the true values of these coefficients, in order to accurately simulate the AUV's dynamic performance. Although these coefficients are generally obtained experimentally, such as through the PMM test, the measured values are not completely reliable because of experimental difficulties and errors. Another approach, by which these coefficients can be obtained, is the observer method, in which a model-based estimation algorithm estimates the coefficients. In this paper, the hydrodynamic coefficients are estimated using two nonlinear observers: a sliding mode observer and an extended Kalman filter. Their performances are evaluated in Matlab simulations, by comparing the estimated coefficients obtained from the two observer methods, with the experimental values as determined from the PMM test. A sliding mode controller is constructed for the diving and steering maneuver by using the estimated coefficients. It is demonstrated that the controller, applied with the estimated values, maintains the desired depth and path with sufficient accuracy.
본 논문에서는 시간지연 관측기를 위치제어 시스템 적용하여 설계한 내용을 기술하였다. 시간지연제어기의 상태추정 기법을 이용한 시간지연 관측기는 플랜트 모델이 필요하지 않아 설계가 용이하고, 파라미터 변동 및 외란에 강건하다. 또한 계산이 간단하여 디지털 제어 시스템에 충분히 적용이 가능하다. 본 논문에서는 시간지연제어기가 위치제어기로 적용된 전기식 구동시스템에서 속도센서를 사용하지 않고 시간지연 관측기를 적용하여 제어기를 설계하였다. 시간지연 관측기를 적용한 구동시스템에 대해 비선형 시뮬레이션을 수행하였으며. 속도센서를 사용한 경우와 상태관측기를 적용한 경우 및 PID 제어기를 적용한 경우에 대해 비교하였다.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.25
no.5
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pp.451-456
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2015
In this paper, an observer-based decentralized fuzzy controller is designed for discrete-time interconnected fuzzy systems. Based on the fuzzy subsystem of the interconnected fuzzy system, the observer-based decentralized fuzzy controller is considered. By using the fuzzy subsystem and the observer-based decentralized fuzzy controller, the closed-loop system is obtained. From the closed-loop system, the stability condition with the maximum interconnection bound is developed, and its sufficient condition is represented as the linear matrix inequality (LMI). Finally, the numerical example is provided to verify the effectiveness of the proposed technique.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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v.41
no.3
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pp.9-16
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2004
This paper provides an observer-based Η$\infty$ output feedback controller design method for descriptor systems with time-varying delay by just one LMI(linear matrix inequality) condition. The sufficient condition for the existence of controller and the controller design method are presented by perfect LMI approach which can be solved efficiently by convex optimization. The design procedure involves solving an LMI. Since the obtained condition can be expressed as an LMI form all variables including feedback gain and observer gain can be calculated simultaneously by Schur complement changes of variables, and singular value decomposition. Moreover, The proposed controller design algorithm can be extended to the observer-based robust Η$\infty$ output feedback controller design method for descriptor systems with parameter uncertainty and time delay. An example is given to illustrate the results.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.21
no.2
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pp.192-197
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2011
In this paper, the output feedback control of inverted pendulum systems is experimented for the practicality verification of the linear state observer. For the experiment, a pendulum system, CEM-IP-01 of Cemware Inc. is used and Lagrange equation and Jacobian linearization are adopted for the dynamic analysis of the pendulum system. In addition, the output responses of the state feedback control and the output feedback control of the pendulum system are compared before the experiment by Matlab. Finally, we directly verify the practical use of the linear state observer by recognizing and solving some real problem to control the inverted pendulum system in practice.
제로파워 부상제어 기법은 그동안 여러 연구자들에 의해서 연구되어왔다. 이러한 연구들은 부상 시스템의 불안정성과 비선형성을 극복하고 부상의 효율과 성능을 높이는데 주안점을 두었다. 이를 위해 기존의 연구들은 복잡한 제어 알고리즘들을 사용하여 성능을 구현하여 만족할만한 결과들을 도출하고 있으나 제어기의 복잡함을 피할 수는 없었다. 본 연구에서는 외란을 부하변동으로 가정한 외란 관측기를 적용한 제로 파워 부상 제어기법을 제안하였다. 앞서 언급한 부상 시스템의 비선형성이나 파라미터의 변동을 외란 관측기가 보상함으로써 복잡하지 않으면서도 외란에 강인한 제로파워 부상 제어 시스템을 구현하는 것이 가능하였다. 제안하는 기법은 시뮬레이션을 통해서 그 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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