• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2552-2554
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• 2005

제어기 설계에서 이득여유와 위상여유는 견실성 및 안정도 판별의 중요한 척도로 사용되며, 그 중 위상여유는 시스템의 성능지수와 관련된다. 이와 같은 이유로 이득여유와 위상여유의 안정도를 고려한 제어기의 설계방법이 연구되어지고 있다. 근래 Weng Khuen Ho와 Chang Chieh Hang이 제안한 설계방법은 복잡한 계산을 필요로 하는 arctan 함수를 1차 선형함수로 근사화 하여 복잡도를 감소시키면서도 원하는 이득여유와 위상여유를 만족시키는 제어기의 파라미터를 찾았다. 하지만 이 방법은 실제의 arctan 함수를 사용하는 것이 아니라 근사화된 수식을 사용함으로써 오차가 수반되어 원하는 설계조건을 만족 하지 못한다. 따라서 본 논문은 이러한 오차를 최소화하기 위해서 최적화 알고리즘을 이용한 이득여유와 위상여유를 보상하는 PID 제어기를 설계하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2510-2512
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• 2005

본 논문은 선형시불변시스템(LTI) 대하여 안정도여유(이득 및 위상여유)와 시간응답 규격(오버슈트와 응답속도)을 보장하는 PID 제어기의 이득 셋을 결정하는 방식을 제시한다. 이 방법은 시스템을 안정화시키는 전체 PID 제어기의 이득 셋을 결정하는 최근의 결과를 이용한다[1]. 본 논문에서는 폐루프 특성다항식의 계수공간에서 계수와 안정도여유 및 시간응답 성능요구 조건과의 관계를 제시한다. 제시한 방법을 이용하여 안정도를 보장하고 안정도여유와 시간영역 규격을 동시에 만족하는 PID 이득 셋을 구한다. 예제를 통해 실제 설계에 매우 유용함을 보였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제40권6호
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• pp.68-77
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• 2003

생체 임피던스 측정에 사용되는 프론트 엔드의 입력 커패시턴스를 상쇄시키며, 편하고, 작은 이득 여유로도 안정하게 동작하는 제안된 네가티브 커패시턴스 회로를 제안하였다. 기존의 회로를 사용하기 위해서는 적절한 이득-대역폭 적을 갖는 연산 증폭기를 선택해야 하는데 비하여 제안하는 회로는 광대역 연산 증폭기를 사용하므로 연산 증폭기의 선택이 쉽다. 또한 이득 여유가 귀환 커패시터에 직렬로 연결된 귀환 저항에 의하여 조절되므로 이득 여유를 가변 저항기로 튜닝할 수 있다. 제안된 회로의 입력 임피던스는 기존회로의 임피던스보다 2배 크며 네가티브 커패시턴스 회로를 채용하지 않았을 때에 비하여 40배 크다. 나아가서 제안된 회로의 폐루프 위상 응답은 기존의 회로와 네가티브 커패시턴스 회로를 채용하지 않았을 때에 비하여 좋다. 무엇보다도 이득 피킹이 발생하더라도 제안된 회로에서 이득 피킹의 주파수는 루프 이득이 최대로 되는 주파수 보다 높으므로, 이득 여유가 이득 피킹의 영향을 거의 받지 않는다. 따라서 제안된 회로는 매우 작은 이득 여유로도 안정하게 동작할 수 있다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제17권1호
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• pp.31-38
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• 2011

주파수 영역에서 제어기를 설계하기 위해서는 시스템의 대역폭, 초대 주파수 응답, 저주파에서의 이득, 고주파에서의 이득 감쇄 정도를 고려한다. 또한 나이퀴스트 선도, 보우드 선도 등을 활용하여 폐루프 제어 시스템의 이득여유, 위상 여유를 확보할 수 있도록 한다. 일반적으로 저주파 영역에서는 개루프의 이득이 기준치보다 크도록 하고, 고주파수 영역에서는 기준치보다 작도록 설계를 하며, 폐루프 응답에서 대역폭이 유지되고, 공진피크점의 응답 크기는 1에 비하여 과도하게 크지 않도록 설계를 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.66-68
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• 2004

PID제어기를 플랜트 파라미터를 이용하여 구성하는 IMC-PID제어에 대해 연구한다. 특히 변하는 플랜트에 대해서는 자기동조(ST, Self-Tuning)를 사용하여 시스템을 식별하여 활용한다. 특히 실시간으로 개루프의 위상여유 및 이득여유를 모니터링하여 정해진 구역을 벗어나게 되면 식별된 시스템파라미터를 이용하여 IMC-PID제어기를 구성한다. 또 시간영역 지표로 과도한 오차가 발생하는 경우에도 제어기를 갱신함으로서 전체적으로 보면 견실 PID제어기 형태를 갖게 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.255-256
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• 2007

본 논문에서는 주파수 응달특성의 해석을 통하여 제어기를 설계하는 방법을 제안하였다. 모델의 오차가 없다는 가정 하에 완벽 제어가 가능한 IMC-PID 구조를 사용 한으로 하나의 변수인 제어 조절 인자만으로 제어기를 설계하였다. 이 변수를 선정하는 방법으로는 위상여유와 이득여유를 고려한 방법을 수학적으로 유도하였다. 이는 설계자가 이미 알고 있는 일반적인 유도 식을 이용함으로 설계를 보다 쉽게 할 수 있다. 이를 통하여 원하는 설계사양을 만족 시키도록 하는 IMC-PID제어기의 설계 변수 값들을 수학적으로 제시하고, 그 유용성을 사례 연구와 분석을 통해 검토하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.53-54
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• 2008

플랜트의 모델 없이 주파수 응답만으로 안정도와 여러 성능(이득여유, 위상여유, $H_{\infty}$ 여유)을 만족하는 1차 보상기 설계 이론이 최근에 발표되었다[1]. 그중 안정도를 만족하는 제어기의 셋을 구하는 것의 수치해를 [6]에서 제시하였고, 본 논문에서는 그것을 확장하여 여러 성능을 동시에 만족하는 셋을 구하는 알고리즘을 제시하고 그것을 이용한 MATLAB용 설계 도구를 소개한다.

• 전기의세계
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• 제36권9호
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• pp.658-664
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• 1987

최적이득을 구하는 해석적인 방식으로 안정여유에 의한 최적화방식과 공액경사법에 의한 최적화방식을 살펴보았으며, 두방식을 비교해 보면 몇몇 문제점이 존재하나 다음의 몇가지 점에서 공액경사법에 의한 최적화방식이 더 우수하다는 것을 알 수 있다. 1) 제어루우프내의 제어기 수에 관계없이 이 방식을 쉽게 적용할 수 있다. 2) 시스템을 수식으로 모델링할 때 거의 간략화함이 없이 표현하므로 실제 시스템과의 오차를 줄일 수 있다. 3) 평가함수 내의 가중치를 조정하여 원하는 과도응답을 가지는 최적이득으로 유도할 수 있다. 공액경사법에 의한 최적화방식은 벡터제어나 전류제어PWM등 보다 복잡한 제어루우프에도 쉽게 적용시킬 수 있으며 직류기 및 서보전동기의 속도 및 위치 제어시스템에도 적용이 가능하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.699-702
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• 2012

본 논문에서는 WCDMA(Wide Code Division Multiple Access) 시스템 사양을 만족시키는 주파수 합성기 블록 중 위상잡음 및 전력소모의 최적 설계가 필요한 LC-VCO(voltage controlled oscillator)의 설계를 제안 하였다. 최적 설계를 위한 핵심내용은 LC-tank의 손실성분을 보상하는 MOS트랜지스터의 전달컨덕턴스와 인덕턴스 평면에 여유이득라인과 튜닝 범위 라인을 그어 설계 가능한 영역 내에서 위상잡음이 최소가 되는 인덕턴스 값을 구하고 선택하는 것이다. 제안한 최적 설계방법에 의해 진행된 LC-VCO의 시뮬레이션 결과 위상잡음 특성은 1MHz옵셋에서 -113dBc/Hz였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.8-15
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• 2021

본 논문은 고기동 제트항공기의 종축 비행성 요구도를 만족하기 위해 최적화 기법을 이용한 설계 방법에 관해 기술한다. 대상 항공기는 모델 역변환 기법이 적용되었으며, 제어이득 최적화로 종축 단주기 비행성 요구도를 만족하지만, 안정성 여유 항목이 고려되지 않았다. 안정성 여유를 만족하지 못하는 경우 개선을 위해 시행 착오법 등을 통한 이득의 직접 재조정이 필요하며, 이를 개선하기 위해 추가적인 보상기와 최적화 구속조건을 추가한 제어이득 최적화 방안을 제시하였다. 또한, 최적화 결과에 대한 비행성 만족도를 재평가하였으며, 최적화 구속조건으로 설정된 비행성 요구도가 반영하지 못하는 시간 반응의 수렴성과 정상상태 오차에 대한 추가적인 제어법칙 평가 기준 설정 및 그 결과에 관해 기술한다.