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2자유도 PID 제어시스템의 지능형 튜닝에 대한 연구 (A Study on the Intelligent Tuning of 2-Degree of Freedom PID Control System)

  • 박성진;강만원;이규영;이환;소상균
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2000년도 춘계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.138-141
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    • 2000
  • 공정제어시스템을 위한 제어기로써 현재까지는 PID 제어기가 보편화되어 적용되어 왔으나 비선형 시스템이나 복잡한 시스템 제어를 위해서는 목표치 추종특성이 우수하며 환경이나 공정 파라미터변화에 둔감하여 외란에 대한 영향이 적은 제어기가 요구된다. PID 제어기로는 이러한 목적을 달성하는 데에 한계가 있기 때문에 이를 해결하기 위한 연구들이 활발히 수행되어 목표치 추종성능과 외란 억제를 동시에 만족토록 하는 다양한 2자유도 PID 제어시스템들이 제안되었고, 본 연구에서는 먼저 현재까지 제안된 2자유도 PID 제어시스템들 중 제어성능이 가장 우수한 것으로 나타난 목표치 필터형 2자유도 PID 제어시스템(Target Value Filter Type 2-DOF PID Control System: 이하 TVF-2DOF) [2]보다 우수한 2자유도PID 제어시스템을 제안하고, 이를 바탕으로 2자유도 선행필터(Pre-Filter)부분에 지능제어기법의 하나인 퍼지로직을 적용함으로써 PID 제어기의 장점과 퍼지로직의 장점을 동시에 활용하는 지능형 튜닝(Tuning)기법에 관한 연구를 수행하였고, 지능형 시스템이 2자유도 PID 제어시스템들보다 목표치 추종 성능 및 외란억제효과가 우수하다는 사실을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 입증하였다. 시스템으로는 유량 제어 밸브가 사용되었다.

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도립진자 시스템에 적용한 강건한 2-자유도 제어기 설계 (Design of A Robust two-degree-of-freedom Controller for An Inverted Pendulum System)

  • 안수중;이상철;조도현;이종용;박종우;이상효
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.847-849
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    • 1999
  • 본 논문에서는 도립 진자 시스템에 대하여 모델의 불확실성에도 불구하고 수레의 위치가 기준 입력을 추종하는 강건한 2-자유도(two degree of freedom) 제어기를 설계한다. 도립 진자 시스템의 모델 불확실성은 기약 분해 불확실성으로 고려하고, 기준 입력 추종 성능은 도립 진자 시스템의 수레 위치가 원하는 기준 위치로 추종하는 문제를 고려한다. 이러한 강건 안정화와 기준입력 추종사이의 절충 문제를 해결하기 위해서 2-자유도 제어기를 설계한다. 2-자유도 제어기는 프리필터와 피드백 제어기로 구성된다. 설계 절차에 따라 얻어진 제어기는 모의 실험을 통해 그 성능을 확인한다.

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연안해역의 적조방제와 해조류 사멸 처리 (Coastal Sea Red-tide Prevention and Killing Treatment of Seaweed and Algae)

  • 소대화;백민동;백희요;선우택
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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    • pp.285-288
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    • 2004
  • 자유수산기는 단분자 제조공정으로 분자, 원자 충에서 가공되어 기타 활성입자와 함께 얻어지며, 20% 이상의 고 밀도 질량비는 양산공정에 중요한 의미를 부여한다. 자유수산기가 선박안정수의 외래침입생물과 적조처리 및 양식수체 정화에도 효과적인 새로운 처리기술로 선박 안정수에 포함되어 타 지역으로부터 옮겨지는 외래침입생물 처리 방안의 하나로, 강 전리방전 기술을 적용하여 고 밀집산소와 물분자로부터 고농도 수산자유기(OH: hydroxyl radical)를 전리, 발생시켜서 활성입자를 신속히 확산시켜 비교적 낮은 수산기농도 하에서 유해성침입생물을 사멸 처리하는 환경 친화적 녹색 청정처리방법을 제안하였다.

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2자유도 진동시스템에 관한 이론적 고찰 및 진동흡진기로의 응용 (Theoretical Investigation of 2DOF Vibrating System and Its Application to Dynamic Vibration Absorber)

  • 장선준;;;정형조
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.125-129
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    • 2009
  • 본 연구에서는 동강성법을 이용하여 2자유도 진동시스템을 모델링하였다. 등가 모델을 구성한 후 Inertance의 크기에 따라 변화되는 시스템의 특성을 규명하였다. 2자유도 진동 시스템을 단일 모우드 소거에 적용할 경우 해석적인 설계 방법론을 1) 감쇠가 없는 경우 2) 1개의 감쇠기를 갖는 경우로 나누어 제시하였다.

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목표치 정형화 및 외란 관측기를 활용한 연속 냉간압연 시스템의 2-자유도 스트립 두께 및 장력 최적 제어기 설계 (Design of Two-DOF Optimal Controller for Strip Gage and Tension Control of Cold Tandem Mills Using Reference Shaping Filter and Disturbance Observer)

  • 홍완기;강현석;황이철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권2호
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    • pp.237-244
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    • 2012
  • 이 논문은 목표치 정형화 필터와 외란관측기를 활용하여 연속 냉간압연 시스템의 스트립 두께 및 장력에 대한 2-자유도 최적 제어기 설계에 관한 연구를 수행한다. 먼저 게이지 미터식과 후크 법칙을 이용하여 스트립 두께 및 장력에 관한 동적모델을 각각 구축한다. 다음에는 동적모델을 기반으로 2-자유도 제어기를 설계한다. 여기서 피드포워드 제어기는 목표치 정형화 필터와 외란 관측기를 활용한 제어기로 구성되며, 피드백 제어기는 역 최적 제어기로 설계된다. 끝으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이 논문에서 제안한 2-자유도 최적 제어기가 연속 냉간압연 시스템의 기존 제어기보다 스트립 두께 및 장력에 대한 목표치 추종성능과 외란 제거성능이 매우 우수함을 보인다.

원자력용 증기 발생기의 수위제어를 위한 2-자유도 제어기 적용 연구 (A study on the application of intelligent controller to the level control of the steam generator)

  • 김동화;이원규;조일인
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.17-19
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    • 1997
  • 원자력 발전소용 증기발생기의 수위제어에 기존의 경우 주로 PI제어기를 이용하는데 반해 본 논문에서는 기타의 주급수유량에 대한 주증기 유량의 변화를 2-자유도 PID제어기를 이용해 제어하는 문제를 연구하였다. 2-자유도 PID제어기의 파라메터 .alpha..betha..gamma.를 외란에 대해 가인하도록 하고 설정치변화에 대해서는 기존의 PID 파라메터가 부담하도록 함으로서 외란 및 설정치 모두에 대해 고찰한 결과 기존의 PI제어기에 비해 성능이 우수함을 나타내었다.

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수학에서 구현하는 자유 (Freedom Achieved in Mathematics Education)

  • 차주연;황우형
    • 한국수학사학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.123-146
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    • 2006
  • 이 논문은, 학습자가 내적인 자유를 얻도록 한다는 명분 하에 학습자 개인의 사적인 자유가 침해되어서는 곤란하다는 문제의식을 갖고 수학교육적인 관점에서 자유 개념을 고찰한 것이다. 다양한 자유의 개념을 '과정으로서의 자유'와 '결과로서의 자유'로 구분하여 논의한 결과, 다음의 결론을 얻었다. 첫째, 수학교육에서는 과정으로서의 자유를 누리지 않고는 결과로서의 자유에 도달할 수 없다. 둘째, 두 가지 의미의 자유가 반복된다. 과정으로서의 자유와 결과로서의 자유는 씨앗과 열매처럼 반복되면서 서로에게 밑거름이 되는 자유의 양면이다. 이를 위해 수학 교사는 자유의 가치를 알고 소중히 여기며 그 즐거움을 학생과 함께 공유해야 할 것이다.

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송절(松節) 약침액이 자유기와 금속 이온으로 유도된 인체 저밀도 지단백질의 산화 반응에 미치는 효과 (The Effect of Pinus Densiflora Gnarl Extract for Pharmacopuncture on Human LDL Oxidation Induced by Free Radical and Metal Ion)

  • 임선희;이강파;문진영
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제28권2호
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    • pp.23-36
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    • 2011
  • 목적 : 이 연구는 관절 및 심혈관계 질환 치료에 사용되는 송절(松節)(Pinus densiflora Gnarl)을 약침용 시료로 조제하여 본 약물의 항산화 효능을 규명하고자 하였으며 이를 다양한 시스템에서 검토하였다. 방법 : $FeCl_2$-ascorbic acid system에서 흰쥐 간조직의 지질과산화 반응을 관찰하였고, Fenton reaction system에서 자유기에 의한 plasmid DNA 분절을 유도하였다. 또한 deoxyribose assay를 통해 hydroxyl radical 소거능을 관찰하였고, NBT reduction assay로 superoxide radical 소거능을 검토하였다. 또한 human low-density lipoprotein(LDL)의 산화를 유도하기 위해 $CuSO_4$와 AAPH를 사용하였으며 relative electrophoretic mobility (REM) assay로 LDL 산화 억제 효능을 대조 항산화물질과 비교 검토하였다. 결과 : 송절 약침액은 자유기에 의한 간조직의 지질과산화(p < 0.01)및 DNA 분절을 현저하게 억제하였으며, hydroxyl radical, superoxide radical (p < 0.01), nitric oxide 및 peroxynitrite를 강하게 소거하였다. 또한 $CuSO_4$ ($IC_{50}=9.2{\pm}0.2\;{\mu}g/ml$)와 AAPH ($IC_{50}=34.8{\pm}5.1\;{\mu}g/ml$)에 의해 유도된 human LDL의 산화를 억제하였고, REM assay에서도 산화 억제 효능을 재확인할 수 있었다. 결론 : 송절 약침액은 활성산소종 및 활성질소종를 소거하였고, 지질과산화를 억제하였으며, 특히 human LDL의 산화적 손상을 방어하였다. 이에 본 약물은 자유기에 의한 심혈관의 산화적 손상을 효과적으로 보호할 것으로 판단된다.

2자유도 H 제어기 종합 프레임웍에 기반한 유압식 Dipod 플랫폼의 강인제어기 설계 (Robust Controller Design for Hydraulic Dipod Platform Based on 2-DOF H Controller Synthesis Framework)

  • 이영훈;조택동
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권6호
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    • pp.805-814
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    • 2013
  • 유압식 Dipod 플랫폼은 기동차량에서 위성을 지향하는 안테나의 안정화 및 추적에 사용된다. 이러한 플랜트의 제어기 설계에는 외란제거와 추적 두 가지 성능목표 뿐만 아니라 강인성을 함께 절충해야 하는 제약조건으로 인해 1자유도 제어기에 비해 설계 유연성이 큰 2자유도 $H_{\infty}$ 제어기가 선호된다. $H_{\infty}$ 기반한 2자유도 제어기 종합방법에는 두 가지 프레임웍이 사용되는데 유압식 Dipod 플랫폼의 예를 통해서 일괄종합 방법이 더 우수한 성능을 보인 반면 분리종합 방법은 더 우수한 강인성을 보임을 확인할 수 있었다. $H_{\infty}$ 2자유도 종합방법에 따른 이러한 두 결과의 차이를 시스템 정합행렬의 구조화 특성을 통해 비교하여 보았다.

회전형 역 진자 시스템에 대한 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘을 이용한 최적 2-자유도 제어기 설계 (Design of Optimized Two Degree of Freedom Controller for Rotary Inverted Pendulum System Using Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms)

  • 정승현;장한종;최정내;오성권
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2007년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제17권 제1호
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    • pp.349-352
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    • 2007
  • 본 논문은 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGAs)을 이용한 회전형 역 진자 시스템의 최적 2-자유도 제어기 설계를 제안한다. 비선형이며 불안정한 운동을 하는 회전형 역 진자 시스템은 회전지렛대(rotating arm) 위의 폴(pole)이 적당한 제어력이 없는 상황에서 중력에 의해 어느 한 쪽 방향으로 넘어지려고 할 때, 외부에서 회전지렛대에 힘을 가하여 회전지렛대의 특정위치와 폴의 각도를 유지시키는 시스템으로, 본 논문에서는 두 개의 피드백 제어루프를 갖는 2-자유도 제어기를 구성한다. 각각의 제어기는 PD 제어기로 구성하고, 조기수렴 문제를 내재하고 있는 기존의 유전자 알고리즘의 해결방안중 하나인 HFCGAs를 이용하여 최적의 제어기 파라미터들을 구한다. 마지막으로 실제 공정에 적용하여 설계된 제어기의 성능을 평가한다.

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