기기간(M2M, Machine-to-Machin) 통신의 한 응용으로서 스마트 그리드 네트워크는 다수의 기기 통신으로 인한 전송 데이터의 방대한 양을 대표적 특징으로 꼽을 수 있다. 이에 현재 사용가능한 통신 기술들을 그대로 사용할 경우, 병목현상 혹은 네트워크 혼잡 등 네트워크 장애 및 전송 지연이 발생할 수 있다. 특히 스마트 그리드 네트워크의 상향 트래픽은 시간조절이 가능한 주기적 미터링 데이터와 지연민감한 이벤트 데이터로 나뉜다. 이에 본 논문에서는 각 트래픽 특성에 따라 트래픽양의 대다수를 이룰 미터링 데이터의 전송시간 조절을 이용한 혼잡제어 기법을 제안한다. 이를 통해 지연민감한 이벤트 데이터의 지연시간 내 전송 보장 확률을 높이고, 트래픽을 분산시킴으로써 전송 효율을 높이고자 한다.
본 논문에서는 압력예측기법과 직접 순시토크 제어기법을 통한 유압펌프용 SRM의 압력제어 구동시스템을 제안하였다. 일반적으로 유압 펌프 시스템은 유압센서의 응답성으로 인하여 제어시스템의 시지연이 비교적 길어지게 되며, 이러한 시간지연은 PI 또는 PID 제어 구조에서 장시간의 진동과 불안정화를 만들기 쉽다. 본 논문에서는 시간 지연문제를 해결하고 리플이 없는 압력제어를 위하여 스미스 예측기(simth predictor)를 통한 지연보상과 직접 순시토크제어기법(Direct Instantaneous Torque, 이하 DITC)을 적용하였다. 제안된 제어 방식은 펌프와 센서간의 기구적 문제에 의한 지연문제 해결과 안정성을 확보하고, 펌프 압력제어의 동특성을 향상시키며 전류(轉流, commutation) 구간에서 균일한 토크를 발생시켜 토크 리플을 억제하기 위함이다. 제안된 제어방식은 시뮬레이션과 실험을 통하여 효용성을 검증하였다.
본 논문에서는 시간지연을 가지는 이산 비선형 마코비안 점프 시스템의 $H_{\infty}$ 퍼지 제어 문제를 다룬다. Takgi-Sugeno 퍼지 모델을 이용하여 마코비안 점프 파라미터를 갖는 시간 지연 비선형 시스템을 마코비안 점프 퍼지 시스템으로 나타내고, 이에 대한 제어기를 설계한다. 확률 퍼지-리아프노프(Lyapunov) 함수를 이용하여 안정성 및 $H_{\infty}$ 성능을 해석하고 이 함수를 이용하여 폐루프 시스템이 안정하며 $H_{\infty}$ 성능 조건을 만족하는 조건식을 유도한다. 확률 퍼지-리아프노프 함수는 시스템 모드에 따라 변하는 함수이다. 유도된 조건식으로부터 제어기 존재 조건을 선형행렬부등식으로 나타내며, 제어기는 선형행렬부등식으로부터 바로 구할 수 있다. 수치적 예제 및 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법의 타당성을 보인다.
본 논문에서는 폴리토프 불확실성과 시간지연, 그리고 제어기 섭동을 가지는 비선형 상호연결시스템의 상태궤환 제어기에 대한 견실비약성 $H_{\infty}$ 분산 퍼지제어기 설계 방법을 다룬다. 먼저 시간지연을 가지는 비선형 상호연결시스템을 Takagi-Sugeno 퍼지모델로 나타내고, 이로부터 지연종속 견실비약성 $H_{\infty}$ 퍼지제어기가 존재하기 위한 충분조건, 제어기 설계방법 및 비약성을 만족하는 제어기의 꽉찬집합(compact set)을 제시한다. 이 때 제시한 조건은 변수치환과 슈어여수(Schur complement)정리를 통해 선형행렬부등식(LMI: Linear Matrix Inequality)의 계수가 꽉찬 집합 내의 파라미터의 함수로 정의되는 파라미터화 선형행렬부등식(PLMIs: Parameterized Linear Matrix Inequalities)으로 표현되며, 이를 완화기법(relaxation technique)를 사용하여 유한개의 선형행렬부등식으로 변환하고, 제어기와 비약성을 만족하는 제어기 영역을 구한다. 마지막으로 예제와 모의실험을 통해 불확실성과 시간지연, 제어기이득 섭동에도 불구하고 제안한 퍼지제어기가 폐루프시스템을 안정화시키고 외란감쇠를 보장함을 확인한다.
인터넷을 통한 정보 전달 방법은 Ethernet과 ATM, CAN과 같은 다양한 통신 전달 프로토콜 및 방법을 통해 이루어지고 있다. 현재 연구된 네트워크상의 시간 지연 현상에 대한 연구는 일부 네트워크 모델을 바탕으로 연구되고 있으나 다양한 통신 환경 하에서 발생하는 시간 지연 현상에 대해 최적의 모델링 방법을 제시해 주고 있지 못하고 있다. 따라서 다양한 네트워크 환경에 적합하도록 인터넷 기반 비동기 샘플치 시스템 모델에 대한 연구가 필요하다. 아울러 인터넷을 통해 구성된 폐루프 시스템은 기존 제어 시스템과 다른 동작 특성과 외란 특성을 가지므로 인터넷 환경에 적합하게 설계된 견실 제어 방법이 필요하다. 따라서 안정성이 극히 요구되는 각종 산업 기기 등에 대한 웹기반 정밀 원격 제어를 원활히 수행하기 위해서는 웹 환경에 최적화된 강인 제어 이론 개발이 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 원격지 플랜트에 대한 실시간 원격 제어를 안정적 및 효율적으로 수행하도록 인터넷상의 데이터 전송시 시간 지연 현상 분석 및 인터넷 기반 제어시스템의 전달 특성 분석하였다.
이 논문에서는 능동 소음 제어 시스템을 구성하는 요소들인 증폭기와 저주파 필터 와 같은 소자들의 비선형 특성과 공간에서의 주파수 대역에 따른 비선형 특성을 보상하여, 보다 효과적인 능동 소음 제어기를 설계하기 위해 시간 지연 신경 회로망을 이용하는 새로 운 방법을 제안한다. 공간을 포함한 2차 경로 함수를 모델링하여 보다 나은 성능을 갖는 능 동 소음 제어기를 구성하기 위한 기존의 최소 자승 오차 알고리듬에 기반한 filtered-x least mean square(LMS) 알고리듬과 오차 역전달 학습 알고리듬을 갖는 시간 지연 다층 구조 인 식자를 이용한 결과를 간단한 실험을 통하여 그 성능을 비교 분석한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제41권1호
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pp.105-110
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2017
이 논문에서는 해상에서의 환경 하중과 외력을 고려한 해상 크레인의 상하 동요 보상 시스템에 대해 연구한 내용을 소개한다. 이를 위해 강체라 가정된 해상 크레인과 유압 구동식 윈치, 탄성력을 갖는 로프, 그리고 로프 끝단의 중량물로 구성된 동역학 모델을 먼저 살펴본다. 중량물의 상하 동요 움직임을 보상하기 위해, 선형화를 통한 PD 제어를 적용했다. 또한, 비선형 시스템에 맞춘 슬라이딩 모드 제어기 및 시간 지연을 고려한 비선형 일반 예측 제어 알고리즘을 사용한 제어를 적용했으며, 그 결과 진동폭이 줄어듬을 확인할 수 있다. 결과적으로, 1초의 시간 지연을 고려하여 설계한 강인 제어기를 활용하게 되면, 상하동요 보상시스템에서 오차를 가장 많이 줄여서 본 시스템에 적합한 제어 알고리즘으로써 활용할 수 있음을 볼 수 있다.
본 논문은 인터넷 상에서 임의로 변화하는 입력지연을 갖는 불확실 퍼지 시스템의 지능형 강인 퍼지 제어기 설계를 논의한다. 임의로 변화하는 입력지연은 유한개의 상태를 갖는 마코프 확률과정으로 표현된다. 디지털 안정화기를 설계하기 위하여 연속시간 Takagi-Sugeno 퍼지 시스템을 이산화하며 제어기의 입출력단에 영차의 샘플/홀드 함수를 가정한다.이산화된 시스템은 확률적 과정에 따라 변화하는 도약 시스템으로 표현된다. 확률적 강인 안정가능성 조건은 선형 행렬 부등식의 형태로 표현된다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제14권3호
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pp.52-60
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1990
제어입력에 무시하지 못할 정도의 시간지연이 있는 시스템에 있어서의 강인한 제어기를 설계하고 실현하는 문제를 다루었다. 본 논문에서 제안하는 제어기를 설계하기 위하여 전향 방향에 적분기 하나를 추가하고 빠른 응답 특성을 주기 위하여 상태변수 $x_1$ 대신 오차신호 y-$y_r$를 궤환 하도록 하였으며 여기서 일어날 수 있는 오우버슈터를 줄이기 위하여 Integral reset scheme을 이용하였다. 제어기 실현을 위하여서는 궤환되어지는 모든 상태변수의 측정이 요구되나 실제 제어 문제에서는 경제적, 기술적인 문제로 그렇지 못하므로 측정 불가능한 상태변수는 상태관측기를 구성하여 이용하도록 하였다.
본 연구에서는 심혈관시스템 내의 압력 변화를 감지하는 압수용체 중 가장 대표적인 대동맥 압수용체의 시뮬레이션을 위한 심활성도 압반사 제어모델을 제안하였다. 그리고 제안된 모델은 압반사 조절, 시간지연을 포함한 전기회로 모델들로 구성하였으며, 대동맥동의 압반사 조절시 시간지연이 심주기와 일회 심박출량에 주는 영향을 관찰할 수 있도록 하였다. 심활성도 압수용체 제어 모델에서 시간지연의 기전은 대동맥동 압수용체에서 감지된 압력 정보가 구심성 신경으로 전달되고, 이 정보는 중추신경을 거쳐 원심성 신경으로 전달되어 제어 기능을 수행한다. 제안된 모델의 시뮬레이션 결과 시간지연에 따라 심혈관시스템 변이성의 세가지 패턴을 관찰할 수 있었다. 먼저 시간지연이 2.5초 이상일 경우에는 대동맥압, 일회심박출량, 심박동수가 비주기적으로 발생하고 불규칙인 것을 관찰할 수 있었고, 시간지연이 0.1초에서 2.5초 사이일 경우에는 주기적인 진동이 발생함을 관찰할 수 있었다. 그리고 시간지연이 0.1초 이하인 경우에는 심박동수와 동맥압-심박동수의 궤적은 안정상태를 유지함을 관찰할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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