본 논문에서는 부 시스템간의 상호 연결 시 시간지연을 갖는 이산시간영역의 섭동을 갖는 대규모 시스템의 강인 안정화를 위한 분산 제어기를 설계한다. 안정화를 도모하기 위하여 상태 궤환 제어기를 이용하였으며, 이러한 제어기의 존재를 보장하는 충분조건을 리아프노프 안정성 해석법을 이용하여 선형행렬 부등식으로 표현하였다. 이 부등식의 해는 다양한 최적화 알고리즘을 이용하여 쉽게 찾을 수 있으며, 이 부등식의 해로부터 제어기의 게인 행렬도 쉽게 구할 수 있다. 제안된 방법을 예제를 통하여 살펴보았다.
본 논문에서는 연속시간과 이산시간에서 파라미터 불확실성과 시간지연을 가지는 비선형시스템에 대한 퍼지 견실 H∞ 제어기 설계방법을 제시한다. 비선형시스템은 변형한 T-S(Takagi- Sugeno) 퍼지모델을 사용하여 나타내고, 퍼지제어는 PDC(parallel distributed compensation) 개념을 이용한다. 또한 Lyapunov 접근방법을 이용하여 불확실성, 외란과 시간지연을 가지는 변형한 T-S 퍼지모델의 H∞ 노옴 한계를 가지는 자승적 안정성을 언급하고, LMI(linear matrix inequality) 기법을 이용하여 퍼지 견실 H∞ 제어기의 존재 조건과 제어기 설계방법을 제시한다. 그러므로 제시한 기법은 구하여진 충분조건을 만족하는 해를 찾음과 동시에 제어기를 한번에 설계할 수 있다. 마지막으로 예제를 통하여 제시한 방법의 타당성을 확인한다.
시간 지연이 있는 시스템에서의 최적 제어 이득은 시간 지연이 없는 시스템에서 설계된 최적 제어 이득과 지연 시간에 대하여 계산된 상태천이 함수의 곱의 형태로 나타난다. 따라서 시간 지연이 없는 시스템에 대하여 PID제어기의 영점들을 플랜트의 최대 극점에 근접하도록 가중치 요소 Q와 R을 선택하여 최적 제어 이득을 구하고, 시간 지연이 있는 2차 시스템에서의 상태천이 함수를 계산하여 시간 지연이 있는 시스템에서의 강인한 최적 PID 제어기 설계가 가능하도록 하였다.
본 논문에서는 원격제어 시스템의 시간지연 문제를 분석하고 그 문제를 신경망으로 보상한다. 스미스 예측기는 시간지연 시스템에서 정확한 모델을 필요로 한다. 스미스 예측기의 모델링 오차를 보상하기 위해 신경회로망을 사용한다. 스미스 예측기를 구성하기 위해 Radial Basis Function(RBF) 신경회로망이 사용된다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안하는 방법의 동작을 검증한다.
본 논문은 뉴트럴 퍼지 시스템의 안정도 분석 및 제어기 설계에 대해서 논의한다. 네트워크 상에서 발생하는 뉴트럴 타입 시간 지연을 모델링하며, 전체 뉴트럴 퍼지 시스템은 뉴트럴 타입 시간 지연을 가지는 비선형 시스템이 된다. 뉴트럴 퍼지 시스템을 타카기-수게노 (Takagi-Sugeno) 퍼지 시스템으로 모델링한다. 제안하는 퍼지 제어기를 모델링하는 뉴트럴 퍼지 시스템과 같은 멤버쉽 함수를 가지게 설계한다. 전체 폐루프 시스템의 안정도를 시간 지연 간격에 종속적이게 분석하고, 뉴트럴 퍼지 시스템을 안정화 시키는 퍼지 제어기 설계를 위한 충분 조건을 유도한다. 제안된 필요 충분 조건을 선형 행렬 부등식의 형태로 나타내고, 해를 통하여 퍼지 제어기의 이득값을 설계한다. 예제를 통하여 제안된 이론의 타당성을 확인한다.
본 논문에서는 입력과 출력에 동시에 시간 지연이 존재하는 선형시스템에 대한 관측기 기반의 출력피드백 제어방법을 제안한다. 선형행렬 부등식을 이용하여 출력 피드백 안정화 제어기가 존재할 충분조건을 유도한다. 입출력 시간지연을 모두 고려했다는 점과 관측기 기반의 출력 피드백제어기 라는 점에서 기존의 연구결과와 차별성을 가진다. 마지막으로 제안한 결과의 유효성을 증명하기 위하여 모의실험 예제를 제공한다.
본 논문에서는 PI 제어기를 설계해야 하는 경우인 임계 주파수 부근에서 이득 감소가 적은 시스템을 구별할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 임계 주파수 부근에서 이득감소가 적은 시스템을 구별하기 위해 시간 지연 요소를 이용하여 이득 감소율을 구하는 방법을 제안하였다. 또한 크기 마진과 위상 마진이 주어진 경우 PI 제어기를 설계하는 방법을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 시간 지연요소와 포화함수를 이용하여 PI 제어가 가능한 한점의 좌표값을 계산하는 방법을 사용하였다. 제안된 방법은 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.
고속의 동작 주파수를 갖는 메모리 제어기를 설계하여 PCB에서 고속 메모리와 통신을 할 경우 연결선의 길이와 배치에 따라 데이터가 전달되는 시간이 달라진다. 따라서 메모리 제어기를 설계한 뒤 PCB 상에서 메모리와 연결하여 동작시킬 때마다 이러한 지연시간이 달라져 제어기의 입출력 회로를 다시 설계하거나 초기화시 내부 설정을 바꾸어 주어야 한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 제어기 내부에 초기화 단계에서 메모리에 테스트 패턴을 쓰고 읽으며 지연시간을 측정하고 적응적으로 지연시간을 고려한 입출력 회로를 구성하는 학습 방법을 제안한다. 제안한 학습 방법에서는 테스트 패턴을 쓰고 최소 시간 단위로 데이터를 읽는 타이밍을 바꾸어 가며 차례로 읽기를 시도하여 테스트 패턴이 정확히 읽히는 타이밍을 기억하여 초기화가 끝난 뒤 정상 동작을 시작하였을 때 학습 결과를 반영하여 메모리 접근을 시도한다. 제안한 학습 방법을 이용하면 PCB에 새로운 시스템을 구성하여도 초기화시 지연시간을 새로 설정하므로 제어기와 메모리의 통신 지연 문제를 해결할 수 있다. 제안한 방식은 고속의 SRAM, DRAM, 플래시 메모리 등에 사용 가능하다.
본 논문에서는 상태와 입력에 시간지연과 구조화된 불확실성이 있는 시스템을 위한 강인 H/sub .inf./ 제어기를 제안한다. 제안된 제안기는 시간지연의 크기에 관계없이 항상 불확실한 시스템을 안정화시키고, 또한 제한된 크기의 어떤 구조화된 불확실성에 대해서도 항상 폐루프 전달함수의 H/sub .inf./ 노옴의 크기를 주어진 레벨 이하로 줄인다. 제어기는 볼록 최적화 알고리즘을 이용한 LMI 문제를 풀어서 구한다.
본 논문은 시간지연을 갖는 이산 비선형 시스템에 대한 점근적 안정화 및 $H_{\infty}$ 성능을 갖는 퍼지 제어기 설계 방법을 제안한다. 시간지연을 갖는 이산 Takagi-Sugeno 퍼지 모델에 대한 점근적 안정화 및 $H_{\infty}$ 성능을 만족하는 제어기 존재조건을 선형행렬부등식으로 나타낸다. 리아프노프 함수에 조정파라미터를 도입함으로써 제어기 존재조건을 조정파라미터를 포함하는 선형행렬 부등식으로 나타낸다. 선형행렬부등식에 있는 조정 파라미터를 조정함으로써 시스템의 응답속도 및 오버슈트 등의 동적 성능을 개선시킬 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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