• 제목/요약/키워드: 외란제거

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PID제어기루프의 외란제거 및 최적화 튜닝을 위한 면역 알고리즘 적용 (Disturbance Rejection and Optimal Tuning of PID Controller Using $H_\infty$ and Immune Algorithms)

  • 김동화;조재훈;이환
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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    • pp.319-322
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    • 2003
  • 본 논문에서는 PID제어기를 이용해 외란이 존재하는 이차 시스템을 제어하는 경우 외란 제거와 최적제어가 동시에 될 수 있는 PID 파라메터를 면역 알고리즘을 통해 구하였다. 지금까지 면역알고리즘을 적용한 최적화 문제에서는 외란이 존재하는 시스템에 대한 적용 사례가 매우 적었다. 그러므로 본 논문에서는 면역알고리즘이 외란이 존재하는 시스템에서 어떠한 성능을 가지는 알아보기 위하여 외란이 존재하는 이차 시스템에 적용하여 그 성능을 알아보았다. 외란제거를 위해 $H_\infty$-norm을 응용하여 제어시스템의 외란제거 조건들을 제시하고 이 조건들을 만족하는 PID 제어기를 설계하였다. 설계된 PID제어기의 최적 파라메터를 구하기 위해 면역 알고리즘을 적용하였고 최적 파라메터를 평가하기 위하여 ISE(integral of squared error)성능지수를 이용하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

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면역알고리즘을 이용한 전동기 제어용 PID 제어기루프의 외란제거 및 최적화 튜닝 (Optimal tuning and Disturbance Rejection on PID controller loop for motor control using Immune Algorithm)

  • 김동화;조재훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.137-140
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    • 2003
  • 본 논문에서는 PID제어기를 이용해 외란이 존재하는 2차시스템 특성을 갖는 전동기를 제어하는 경우 외란제거와 최적제어가 동시에 될 수 있는 PIB파라메터를 면역알고리즘을 통해 구하였다. 외란제거를 위해 $H{\infty}-norm$을 응용하여 제어시스템의 외란제거 조건들을 제시하고 이 조건들을 만족하는 전동기 제어용 PID제어기를 설계하였다. 설계된 PID제어기의 최적 파라메터를 구하기 위해 면역 알고리즘을 적용하였고 최적 파라메터를 평가하기 위하여 ITSE(Integral of time weighted squared error)성능지수를 이용하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

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$H_\infty$ 와 유전자 알고리즘을 이용한 PID 제어기루프의 외란제거 및 최적화 튜닝 (Disturbance Rejection and Optimal Tuning of PID Controller Using $H_\infty$ and Genetic Algorithms)

  • 김동화;조재훈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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    • pp.323-326
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    • 2003
  • 본 논문에서는 PID 제어기를 이용해 외란제거를 함은 물론 최적 제어가 될 수 있는 파라메터를 유전자 알고리즘을 통해 구하는 방법을 제안하였다. 외란제거를 위해 $H_\infty$-norm을 응용하여 제어시스템의 외란 제거 조건들을 제시하고 이 조건들을 만족하는 PID 제어기를 설계하였다. 설계된 PID제어기의 최적 파라메터를 구하기 위해 유전자 알고리즘을 이용하였고 최적 파라메터를 평가하기 위하여 ITSE(Integral of time weighted squared error)성능지수를 이용하였다. 위의 설계 기법들을 서보모터의 제어에 적용하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

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자기력 부상 시스템에서 자속궤한을 이용한 동적 외란력의 제거에 관한 연구 (A Study on the Rejection of Dynamic Disturbance Forces in a Magnetically Suspended System Using Flux Feedback)

  • 김종기;이기서;이준호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.283-290
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    • 2006
  • 이 연구는 알고 있는 단일 주기를 갖는 정적 및 주기적 외란의 제거에 대해서 다룬다. 자기력 부상시스템에서 외란력을 능동적으로 제거하기 위해서는 제어 입력이 두 가지 다른 이득 값을 가져야 한다. 하나는 시스템의 안정적 제어를 위한 부분이고 다른 하나는 외부로부터 시스템에 영향을 미치는 외란력의 제거를 위한 부분이다. 본 논문에서는 평형 빔을 안정 적으로 제어하기 위해서 간단한 상태 궤환 제어기를 채용하며, 외부로부터 시스템에 영향을 미치는 외란 성분을 추정하기 위해서 선형 관측기를 채용한다. 또한 자속의 궤환에 의해서 구성된 제어 전류는 관측기에 의해서 관측된 외란력과 외란력을 억제하려는 전자석의 힘의 차로 나타나며 이들 관계는 선형성을 유지한다. 이 선형성은 본질적으로 비선형성을 갖고 있는 자기력 부상 시스템에 대한 수치 해석적 용이함을 제공하며 이 논문에서 다루는 정적 및 주기외란의 제거를 위해서 우수한 성능을 발휘한다. 모의시험 결과는 제안된 제어 기법에 의한 정적 및 주기적 외란의 제거를 입증한다.

매입형 영구자석 동기전동기의 능동외란제거제어를 이용한 추종제어 (Tracking Control of IPMSM using the Active Disturbance Rejection Control)

  • 전용호;채성병
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.859-866
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    • 2022
  • 능동 외란제거 제어기는 루엔버거 관측기를 이용하여 상태변수를 추정하여 제어기에서 외란을 제거하는 방식이다. 루엔버거 관측기는 정상상태에서 상수의 특징을 갖는 외란을 포함하는 비선형항을 상태변수로 정의하여 추정한다. 추정된 상태변수 값을 비례적분 제어기와 적분비례 제어기에 보상하여 개선된 속도 추종 성능을 보일 수 있다. 추정된 상태의 오차는 부하변동의 경우 1.9 [%] 이내임과 정상상태 상태 추종 오차가 영으로 수렴함을 보여 상태 추종 제어기의 외란 제거성능을 보임을 확인할 수 있다.

신경망에 의한 외란 관측을 통한 3축 안정화 인공위성의 자세제어 (3-axis stabilized spacecraft attitude control by neural network disturbance observer)

  • 한기혁;김진호
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.1-1
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    • 2000
  • 본 논문에서는 3축이 연성되어 비선형 운동 방정식으로 표현되는 3축 안정화 인공위성 시스뎀에 입릭외란과 시스템의 불확실성이 존재할 경우에도 자제 정밀도를 유지하는 제어기를 설계한다. 비선헝 운동 방정식으로 표현되는 운동 방정식을 선형화하고 PID제어기를 구성하였다 선형화에 의한 시스템의 불확실성과 입력 외란을 신경회로망으로 추정하여 외란의 엉향을 제거하도록 구성된 PR제어기의 제어입력을 수정한다 수정된 제어입력은 외란을 상쇠시켜 시스템 출력에서 외란의 효과를 제거하게 된다. 신경회로망은 제어입력과 시스템 출력, 기준 운동 방정식간의 관계를 이용하여 외간과 시스템의 불확실성을 추정하며, 역전파 알고리즘을 사용한 학습 알고리즘으로 신경 회로망을 교육한다. 제안된 신경회로망을 이용한 외란 제거 제어기는 시뮬레이션을 통하여 자세 정밀도의 향상을 검증한다

반복학습제어와 시스템 및 외란인식기술을 응용한 복합구조물의 정밀도 품질보증 (Precision Quality Assurance of the Multiple Dynamic Systems in Iterative Loaming and Repetitive Control with System and Disturbance Identification)

  • 이수철
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.10-15
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    • 2002
  • 시스템 외란과 계측 외란이 겹친 플랜트의 시스템과 외란 인식기술의 확장성을 소개하고자 한다. 시스템의 수의 상한영역과 외란주파수의 상한영역내에서 외란제거 모형과 외란효과가 외란이 겹친 입출력자료로부터 정기적인 외란의 직접적인 측정없이 정확히 회복될 수 있음을 보여 주고 있다. 시스템 및 외란 인식으로 계산되어 활용되는 자료: 성능관점의 모형 기저 반복학습제어시스템에 사용할 수 있게 된다. 이는 원치 않는 정기적인 외란을 제거하기 위함이다. 반복학습제어와 시스템 및 외란인식기술을 응용하면 복합구조물의 정밀도 품질보증 확보에 큰 기여를 하게 된다.

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시간지연시스템의 외란응답 특성 개선을 위한 외란 관측기 설계에 관한 연구 (A Design of Disturbance Observer to Improve of Disturbance Response for Time Delay Systems)

  • 이순영
    • 전기전자학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.424-427
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    • 2017
  • 원점이나 원점 근방에 있는 극을 포함하고 있는 시간지연시스템에 대하여 스미스 예측제어기를 적용할 경우 외란에 의한 정상상태 오차가 발생한다. 또한 모델링 오차가 존재할 경우에도 외란에 의한 오차 발생으로 인하여 제어기 구성이 어렵게 된다. 이에, 본 논문에서는 이러한 시스템들에 대한 외란의 영향을 제거하기 위한 새로운 제어기를 구성하였다. 외란을 측정할 수 있는 외란관측자를 제안하였으며, 관측된 외란을 이용하여 외란의 효과를 소거할 수 있는 제어기를 구성하였다. 그 결과, 외란 및 모델링 오차의 영향을 제거할 수 있는 새로운 제어기를 설계할 수 있었다. 구성된 제어기를 발전소 과열기 및 증기압 제어에 적용하여 제안한 시스템의 효용성을 입증하였다.

선형 시불변시스템을 위한 정현파 외란의 주파수 추정과 억제 (Frequency Estimation and Suppression of Sinusoidal Disturbance for Linear Time Invariant Systems)

  • 김형종;이승준;남경태;김정창
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2015년도 하계학술대회
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    • pp.507-508
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    • 2015
  • 본 논문에서는 알 수 없는 주파수의 정현파외란(sinusoidal disturbance)을 가지는 선형시불변(linear time-invariant) 시스템에 대해 그 외란의 주파수 추정과 억제를 목표로 하는 알고리즘을 설계한다. 제시된 알고리즘은 주파수 추정을 위한 적응관측기(adaptive observer)와 외란 제거를 위한 출력조정기(output regulator)로 구성된다. 기존에 연구에 비하여 모델불확실성에 대한 강인성은 유지하면서 제어기의 초기값(initial value) 설정에 의존하지 않는 안정도 및 성능을 가진다. 제안된 알고리즘은 외란의 주파수를 완벽하게 추정하며, 그 정보를 바탕으로 외란 제거 성능을 보장할 수 있다. 또한, 실제 광디스크 시스템(optical disc drive systems)에 대한 시뮬레이션을 통하여 그 효과를 보여준다.

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퍼지 및 AFC를 이용한 복합 제어시스템 설계 (The design of hybrid control system using Fuzzy and AFC)

  • 김관형;정회성;김준수;조현철;이형기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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    • pp.545-546
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    • 2012
  • 일반적으로 회전력이 발생하는 제어시스템에 있어서 발생되는 외란과 시스템의 동특성에 의해 발생되는 리플 등을 보정하기 위해 다양한 제어기법들이 연구되고 있다. 특히, 제어시스템에 존재하는 미지의 외란을 제거하기 위하여 AFC(Adaptive Feedforward Cancellation) 제어이론을 적용하여 미지의 외란에 대한 시스템의 안정성을 확보하려고 노력하고 있다. 그러나 기존의 AFC의 구현을 위하여 연속 시간제어시스템의 전달함수인 IMP(Internal Model Principle)를 이용하여 특정 주파수 영역에 대한 외란을 제거하고 있지만 보다 광범위한 영역에 대해서는 제어 성능은 아직 부족한 편이다. 본 논문에서는 기존의 PID 제어기를 이용한 위치제어에 있어서 발생할 수 있는 외란을 제거하기 위해 AFC 제어이론인 IMP 전달함수와 인공지능 기법인 Fuzzy 제어기를 추가로 설계하여 모터의 위치제어에 대한 성능과 외란 제어에 대한 성능을 제시하고자 한다.

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