• 제어로봇시스템학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.34-41
• /
• 2016

슬라이딩 모드 기법을 실제 적용하는데 있어서 고려해야 할 중요한 문제 중 하나는 스위칭 동작에 의한 채터링 현상이다. 본 논문은 슬라이딩 모드 제어기 및 관측기의 게인을 줄임으로써 채터링을 완화하기 위한 방법으로 슬라이딩 모드 외란 관측기와 적분 제어를 포함하는 슬라이딩 모드 제어 기법에 대해 소개한다. 슬라이딩 모드 외란 관측기는 시스템 불확실성에 의해 발생하는 등가 외란의 상대적으로 느리게 변하는 부분을 추정하도록 설계한다. 슬라이딩 모드 관측기로 추정된 불확실성을 슬라이딩 모드 제어 입력에 결합함으로써 제안하는 관측기 기반 제어기는 상대적으로 낮은 게인을 사용하여 제어 목표를 달성할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 제어기의 성능을 기존 방법과 비교하기 위해 DC 모터 전류 제어 모의실험을 수행한다. 모의실험 결과를 통해 제안하는 슬라이딩 모드 외란 관측기 기반 제어기는 낮은 게인으로 강인한 성능을 달성하고 전류 맥동을 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.

• 소음진동
• /
• 제6권1호
• /
• pp.35-44
• /
• 1996

본 논문에서는 단일 링크 유연 암 선단위치의 강건제어를 수행하기 위하여 새로운 형태의 퍼지 슬라이딩모드 제어기를 제안하였다. 우선 시스템 불확실성의 경계치를 알고 있다는 가정하에 슬라이딩모드 제어기를 먼저 설계하였다. 슬라이딩 모드 제어기 설계시 주어진 시스템의 슬라이딩모드 운동 중 안정성을 보장하는 슬라 이딩 평면을 최적제어기법으로 설계하였으며, 리칭상태를 최소화 시킴으로써 빠른 응답과 불확실성에 대하여 더욱 강건함을 얻도록 하기 위해서 주어진 초기 조건을 고려하는 이동 슬라이딩 평면을 적용하였다. 또한, 직접 측정이 어려운 속도 상태 변수들의 예측값을 구하기 위하여 비연계 저차 관측기를 설계하였다. 이와같이 설계 된 슬라이딩모드 제어기는 적용시 시스템에 존재하는 떨림현상으로 인하여 실제적인 진동제어 시스템에 적용하는데 어려운 점을 갖고 있다. 따라서 이러한 떨림현상을 감소시키기 위하여 슬라이딩 모드 제어기와 퍼지제어기를 연계시킨 퍼지-슬라이딩 모드 제어기를 구성하였다. 퍼지제어기 설계시 미리 규정된 슬라이딩 평면식과 오차 공간상의 상태점과의 관계로부터 퍼지제어규칙을 선정해 제어기를 설계하였다. 이와 같이 구성된 제어기에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 떨림현상 감소 효과와 불확실성에 대한 강건성 유지를 입증하였다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국조명전기설비학회 1991년도 추계학술발표회논문집
• /
• pp.69-74
• /
• 1991

본 논문은 슬라이딩 모드 제어 기법을 이용한 직류 전동기의 디지탈 속도 제어기에 관한 연구이다. 또한 연속 시스템에 적용하던 슬라이딩 모드 제어기법을 이산 시스템에 사용할 수 있도록 해석하고, 실험하였다. 슬라이딩 모드 제어기에서 발생되는 채터링(CHATTERING) 현상을 감소시키기 위해 스위칭 주파수를 높이고, 샘플링 주기를 최대한 줄였으며 제어기 출력에 필터를 도입하였다. 또한, 스위칭 지연과 외란에 대한 보상도 고려하였으며 슬라이딩 모드 제어기를 마이크로 프로세서로 구성하였다. 전력 소비를 줄이기 위해 LIMITED UNIPOLAR 모드에서 직류 전동기를 구동하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제12권2호통권28호
• /
• pp.130-138
• /
• 1998

본 논문은 AUV의 수직면 운동제어를 수행하기 위하여 의사 슬라이딩 모드 제어기를 이용한 모델링 기법과 제어기 설계법에 관한 것으로서, 샘플링 간격이 길어지는 경우에도 시스템의 강인성이 확보되며 심도 제어가 안정적으로 수행되는 실용성을 실험과 수치 해석을 통하여 검증하였다. 제어기는 참고문헌에서 제안한 방법을 이용하였으며, 한국기계연구원 선박해양공학연구센터(KRISO)에서 개발한 VORAM호를 제어 대상 AUV로 선정하였다. PMM 시험으로 얻어진 운동 계수를 이용하여 수치 해석을 수행하였으며, KRISO의 장수조에서 실험을 수행하였다. 수치 해석과 실험 결과로부터 샘플링이 길어짐에 따라 의사 슬라이딩 모드 제어기는 연속계에 대한 슬라이딩 모드 제어기에서 발생하는 과도한 채터링 및 불안정성을 보이지 않았으며, 시스템의 안정성이 확보되고 불확실성에 대하여 강인한 제어 성능을 보였다. 또한, 본 논문에서는 수치 해석과 실험 결과를 근거로 의사 슬라이딩 모드 제어기의 설계를 위한 제어 변수의 선정 기준을 제시하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2474-2476
• /
• 2005

본 논문에서는 슬라이딩 평면에 도달 조건을 이용하여 균일한 계단 반응을 얻을 수 있는 퍼지 슬라이딩 모드 제어기 설계방법을 제시한다. 슬라이딩 평면에 도달할 조건을 퍼지 논리로 설계하여 과도한 입력이 플랜트에 가해지지 않도록 비선형 제어기를 설계한다. 슬라이딩 평면 도달 속도의 가변 조건을 퍼지화 하여 퍼지슬라이딩 모드 제어기를 설계한다. 각각의 제어기에 대하여 고주파 공진이 있는 2차 강성 모델에 대하여 모의 실험을 실시하여 그 특성을 비교하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
• /
• 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제1호
• /
• pp.164-167
• /
• 2006

본 논문에서는 불확실한 비선형 시스템에 대한 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어기를 설계한다. 불확실한 비선형 시스템에서 발생할 수 있는 파라미터의 변화를 대처하기 위해서 적응 퍼지 이론을 이용하였고, 외란으로 인한 불확실성을 슬라이딩 모드의 제어기를 통해서 해결하였다. 또한 퍼지 튜닝을 통해 슬라이딩 조건을 가변화함으로써 기존의 슬라이딩 모드 제어기에 비해 빠르고 정확하게 추종 가능하도록 제어기의 성능을 향상시킨다. 제안하는 제어기는 정확한 동역학 모델의 구현이 어렵고 복잡한 비선형 시스템에 외란 특성이 우수한 슬라이딩 모드와 실제 시스템을 표현하는 범용 근사자로 유용성이 입증된 퍼지 시스템을 이용하여 간단하고 쉽게 제어할 수 있도록 하였다. Lyapunov이론을 통하여 전역적인 안정화를 보이며, 마지막으로 역진자 시스템에 적용하여 제안된 제어기의 성능을 검증한다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.67-73
• /
• 2002

본 논문에서는 자기부상시스템의 상태추정을 위한 슬라이딩모드 관측기와 동적 안정화를 위한 슬라이딩모드 제어기를 제안한다. 제안된 슬라이딩모드 관측기는 관측오차를 감소시키기 위해서 Lyapunov 안정도이론에 의하여 구성되고, 추정된 상태에 대해서 등가 제어입력과 비선형 제어입력의 일차결합으로 슬라이딩모드 제어기가 설계된다. 제안된 설계방법의 유용성은 모의실험결과로부터 검증한다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.402-408
• /
• 2016

본 논문에서는 퍼지 슬라이딩 평면의 개념을 터미널 슬라이딩 평면의 기울기를 선정하는데 적용한 일차원 퍼지규칙 슬라이딩 평면을 이용한 터미널 슬라이딩 제어기를 제안하였다. 터미널 슬라이딩 모드 제어기의 개념을 확장하여 연속인 도달법칙을 가지는 터미널 슬라이딩 모드 제어 입력을 제안하였다. 컴퓨터 모의실험에서 제안한 제어기는 터미널 슬라이딩 모드 제어기 보다 빠른 수렴 특성과 채터링이 발생하지 않는 특성을 보여주었으며 일차원 퍼지 규칙을 사용하여 계산량이 작다는 장점을 가지고 있다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제47권4호
• /
• pp.256-270
• /
• 2023

본 연구에서는 선박 또는 해양구조물에 설치되는 터렛(Turret)과 같이 제어 대상의 무게 중심 주변이 아닌 임의 지점을 운동 중심으로 선정하여 제어할 수 있는 동적위치유지(Dynamic positioning; DP)용 슬라이딩모드(Sliding mode) 제어기를 연구하였다. 이러한 슬라이딩모드 제어기는 선박 및 해양구조물 동역학 모델의 불확실성, 시공간에서 변화하는 미지의 해양환경에 의한 외력, DP 제어시스템의 과도 성능을 고려한 제어가 가능하다. 선박 및 해양구조물의 임의 지점을 기준으로 제어하기 위해 제어 대상의 기구학 방정식에 포함되는 자코비안(Jacobian) 행렬을 수정하여 슬라이딩모드 제어기를 설계하였다. 제어기의 강건성(Robustness)을 확보하기 위해 슬라이딩모드 제어기 설계에 리아프노프(Lyapunov) 안정도 판별 이론을 적용하였다. 일반적으로 DP 제어에서 제어기의 강건성 확보를 위해 PD(Proportional derivative) 제어 알고리즘 기반의 이득 스케줄링(Gain scheduling)을 사용한다. 그러나 이득 스케줄링을 적용하기 위한 적절한 이득을 찾는 것은 DP 시스템 적용을 복잡하게 만든다. 따라서 본 연구에서는 이러한 선박 및 해양구조물 DP 제어기의 복잡성을 해소하기 위해 슬라이딩모드 제어 알고리즘을 고려하였다. 제안된 슬라이딩모드 제어 알고리즘의 유효성을 검증하기 위해 시간 영역 시뮬레이션을 구현하였으며, 제어 알고리즘의 성능평가에 활용되었다. 제안된 슬라이딩모드 제어기의 유효성 검토를 위해 일반적인 PD 제어 알고리즘을 적용한 DP 제어 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.172-180
• /
• 2006

본 논문은 Dijkstra 알고리즘에 기초한 최단거리 경로계획을 하며 이 경로를 추적하기 위한 슬라이딩 모드 제어를 제시한다. 슬라이딩 모드 제어기는 동적매개변수 불확실성과 입력외란이 존재 시에도 강인 점근적으로 계획된 경로를 추적하도록 한다. 더불어 작업장 내의 이동로봇의 위치를 USB 카메라에 의해 감지하며, Pin-hole 카메라모델로 하여 카메라에 의해 관측되는 작업장 내의 이륜구동로봇의 위치좌표를 결정하였으며, 이 위치를 정확히 감지하기 위해 Tsai법을 사용하여 카메라 보정한다. 시뮬레이션 결과는 슬라이딩 모드 제어기의 성능을 검증하기 위해 보였다.