• 제목/요약/키워드: 선형 행렬 부등식(LMI)

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무인 잠수정의 심도 제어를 위한 T-S 퍼지 모델 기반 제어기 설계 (Design of T-S Fuzzy-Model-Based Controller for Control of Autonomous Underwater Vehicles)

  • 전성우;김도완;이호재
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.302-306
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    • 2011
  • 본 논문은 무인 잠수정(Autonomous underwater vehicles: AUVs)의 심도 제어를 위한 타카키-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 제어기를 제안한다. Sector nonlinearity 기법을 통해 주어진 비선형 무인 잠수정은 T-S 퍼지 모델로 표현된다. 리아푸노프(Lyapunov) 함수를 이용하여 무인 잠수정의 심도 제어 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(Linear matrix inequality: LMI) 형태의 제어기 설계 조건을 유도한다. 모의 실험을 통해 제안된 기법의 심도 제어 성능을 검증한다.

선형 행렬 부등식을 이용한 TS 퍼지 분류기 설계 (TS Fuzzy Classifier Using A Linear Matrix Inequality)

  • 김문환;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.46-51
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    • 2004
  • 본 논문에서는 선형행렬 부등식을 이용한 TS 퍼지 분류기 설계 방법을 제안한다. TS 퍼지 분류기를 설계하기 위해 퍼지규칙의 후반부 파라메터가 분류기의 성능을 최대로 하도록 동정되어야 한다. 이러한 동정 문제를 해결하기 위해 볼록 최적화 기법이 사용되었다. 후반부 파라메터 동정 문제는 볼록 최적화 문제로 변환되며, 선형행렬 부등식으로 표현된다. 선형행렬 부등식으로 표현된 볼록 최적화 문제는 일반 고유값 문제로 근사화 되며, 일반 고유값 문제를 최적화함으로써 최소의 분류 에러를 가지는 최적의 후반부 파라메터가 결정된다. 제안된 분류기의 성능을 평가하기 위해 IRIS 데이터와 Wisconsin Breast Cancer Database 데이터에 대한 분류기의 성능을 모의 실험을 통해 확인하였다. 마지막으로, 모의 실험 결과 제안된 TS 퍼지 분류기의 성능의 우수성을 확인할 수 있었다.

시간지연 퍼지 시스템의 지연 종속 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기 설계 (Delay-dependent Fuzzy $H_2/H_{\infty}$ Controller Design for Delayed Fuzzy Dynamic Systems)

  • 김종래;정은태
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제41권5호
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    • pp.19-27
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    • 2004
  • 시간지연을 갖는 퍼지 시스템에 대한 지연 종속 퍼지 H₂/H/sub ∞/ 제어기 설계 방법을 제안한다. 지연 종속 Lyapunov 함수를 이용하여 폐루프 시스템의 점근적 안정화뿐만 아니라 H₂ 성능과 H/sub ∞/ 성능을 동시에 만족하는 혼합 H₂/H/sub ∞/ 성능 문제를 고려한다. 제어기의 존재성에 대한 충분조건을 유도하고 선형행렬부등식(LMI: linear matrix inequality)으로 나타낸다. 제어기 설계는 병렬 분산 보상의 개념을 이용하고, 퍼지 제어기는 LMI 해를 구함으로써 바로 구할 수 있다. 지연 종속 퍼지 제어기는 존재 조건을 나타내는 선형 행렬 부등식에 시간지연항의 크기를 포함하고 있으므로 시간지연항의 크기를 고려할 수 있다. 따라서 시간지연의 크기에 상관없이 시스템을 안정화 시키는 지연 독립적인 제어기 보다 더 효과적인 설계방법이다. 제안한 방법의 설계과정 및 타당성을 시뮬레이션 예제를 통하여 나타내고 기존의 시간 지연 독립적인 퍼지 H₂/H/sub ∞/ 제어기 설계 방법 보다 효과적인 방법임을 확인한다.

LMI를 이용한 불확실한 퍼지 시스템의 슬라이딩 모드 관측기 설계 (Sliding Mode Observer for Uncertain Fuzzy System: An LMI Approach)

  • 송민국;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제1호
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    • pp.159-163
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    • 2006
  • 본 논문에서는 비선형 시스템의 슬라이딩 모드 관측기 설계에 대해서 논의한다. 제어 대상인 비선형 시스템을 모델링 하는데 있어서 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 모델 기법을 이용하였고, 이 때 발생할 수 있는 모델 불확실성과 외란에 대해 그것의 최대 최소 범위를 안다고 가정하였다. 제안된 시스템의 LMI (Linear Matrix Inequality)를 기반으로 한 슬라이딩 모드 관측기 설계 방법에서는 관측기와 시스템의 차이를 슬라이딩 표면으로 설정한다. 안정한 슬라이딩 표면을 갖는 슬라이딩 관측기의 존재 가능성을 선형 행렬 부등식의 형태로 표현한다. 슬라이딩 모드 관측기 이득은 LMI 존재 조건의 해를 이용하여 구한다.

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다층상구조물의 강인 진동제어에 관한 연구 (A Study of Robust Vibration Control for a Multi-Layer Structure)

  • 김창화;정병건;정해종
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권8호
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    • pp.1212-1219
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    • 2009
  • 본 연구에서는 실용설계의 새로운 도구로써 제어계의 강인성, 성능, 안정성 등의 설계지침을 정량화하기 쉽고 해가 효율적으로 구해져 주목받는 선형행렬부등식을 이용하여 강인한 LMI 제어기를 설계한다. 우선 다층상 구조물의 진동제어를 위해 수학적 모델링을 행하고 적분형 서보계를 적용한 LMI 제어 기법으로 상태 피드백 제어칙을 설계한다. 다음으로 설계한 제어칙으로 시스템 불확실성의 변동에 대해 시간영역의 설계사양을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대하여 시뮬레이션을 행하고 실제 적용 가능성을 검토한다.

영구자석 동기전동기의 비선형 속도 제어기 및 퍼지토크관측기 설계에 대한 연구 (A Study on the Design of a Nonlinear Speed Controller and a Fuzzy Load Torque Observer for a PM Synchronous Motor)

  • 정진우
    • 전력전자학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.282-287
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    • 2010
  • 본 논문에서는 영구자석 동기전동기(PMSM)를 위한 비선형 속도제어기와 Takagi-Sugeno 퍼지 기법을 이용한 퍼지 부하 토크관측기를 제안한다. 또한 제안된 비선형 속도제어기와 퍼지 토크관측기가 존재하기 위한 LMI 조건을 유도하고, 제어기와 관측기의 이득 행렬을 계산하기 위한 선형 행렬 부등식(LMI) 매개변수화가 주어진다. 제안된 비선형 속도제어기와 퍼지 부하 토크관측기의 성능을 검증하기 위하여, 모터 파라미터 및 부하 토크 변동 하에서 시뮬레이션 및 실험 결과가 주어졌다.

어핀 Takagi-Sugeno 퍼지 제어 시스템의 안정도에 대한 연구 (A Study on the Stability of Takagi-Sugeno Fuzzy Control System)

  • 김은태;김동연;박현식;박민용
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권7호
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    • pp.56-64
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    • 1999
  • 본 논문에서는 연속 어핀 Takagi-Sugeno 퍼지 시스템의 안정도를 판정하는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 방법은 최근 각광을 받고 있는 선형 행렬 부등식이라는 컨벡스 최적화 기법을 이용하여 쉽게 구현할 수 있다. 우선 어핀 Takagi-Sugeno 퍼지 시스템이 안정하도록 되는 조건을 유도하고 이를 선형 행렬 부등식의 형태로 변형하고 수치적 접근방식을 제안한다. 끝으로 컴퓨터 모의 실험을 통하여 제안한 방법의 타당성을 확인한다.

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선형 행렬 부등식을 이용한 내연기관의 제어 (A Study on the Controller Design of Internal Combustion Engine by LMI Approach)

  • 김영복;변정환;양주호
    • 수산해양기술연구
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    • 제33권1호
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    • pp.59-67
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    • 1997
  • This paper gives a controller design method by Linear Matrix Inequality(LMI) for internal combustion engine with Continuously Variable Transmission(CVT) which satisfies the given $H_\infty$ control performance and robust stability in the presence of physical parameter perturbations. To the end, the validity and applicability of this approach are illustrated by simulation in the all engine operating regions.

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고분자 전해질 연료전지 시스템을 위한 비선형 상호결합 시스템의 관측기 기반 분산 퍼지 제어기 설계 (Observer-based decentralized fuzzy controller design of nonlinear interconnected system for PEMFC)

  • 구근범;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.423-429
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    • 2011
  • 본 논문은 고분자 전해질 연료전지 시스템(PEMFC)을 위한 비선형 상호결합 시스템의 분산 퍼지 제어기 설계 기법을 제안한다. 이를 위해 연료전지 시스템의 비선형성을 확인하고, Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 모델링을 통하여 비선형 시스템을 퍼지 모델로 변환한다. 변환된 퍼지 모델을 기반으로 퍼지 관측기를 설계하고 퍼지 시스템을 안정화 시킬 수 있는 분산 퍼지 제어기를 설계한다. 폐루프 시스템의 안정도 조건을 선형 행렬 부등식으로 나타내고, 부등식을 이용하여 제어기의 이득값을 구한다. 마지막으로, 모의실험을 통하여 제어기의 효용성을 평가한다.

시간 지연이 있는 비선형 상호 결합 시스템의 분산 퍼지 출력 궤환 제어기 설계 (Decentralized Fuzzy Output Feedback Controller for Nonlinear Interconnected System with Time Delay)

  • 구근범;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.335-340
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    • 2008
  • 본 논문은 시간 지연을 가지는 비선형 상호 결합 시스템에 대한 분산 퍼지 출력 궤환 제어기를 제시한다. Takagi-Sugeno (T-S) 퍼지 모델링을 통하여 비선형 상호 결합 시스템을 퍼지 모델로 표현한다. 상호 결합 시스템의 하위 퍼지 시스템을 안정화 시킬 수 있는 분산 출력 궤한 제어기를 설계한다. 폐루프 하위 시스템들의 안정도 조건을 선형 행렬 부등식으로 나타내고, 부등식을 이용하여 제어기의 이득값을 구한다. 모의실험을 통하여 시간 지연이 있는 비선형 상호 결합 시스템에 대한 분산 퍼지 출력 궤한 제어기의 효용성을 평가한다.