• 제목/요약/키워드: 점근적 안정성

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선형 주기시스템의 제어 및 수치해석적 절차 수립에 관한 연구 (Development of the Numerical Procedures for the Control of Linear Periodic Systems)

  • 조장현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권12호
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    • pp.121-128
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    • 2000
  • The scope of this paper is focused to the systems which have the time period and they should be necessarily studied in the sense of stability and design method of controller to stabilize the orignal unstable systems. In general, the time periodic systems or the systems having same motions during certain time interval are easily found in rotating motion device, i.e., satellite or helicopter and widely used in factory automation systems. The characteristics of the selected dynamic systems are analyzed with the new stability concept and stabilization control method based on Lyapunov direct method. The new method from Lyapunov stability criteria which satisfies the energy convergence is studied with linear algebraic method. And the numerical procedures are developed with computational programming method to apply to the practical linear periodic systems. The results from this paper demonstrate the usefulness in analysis of the asymptotic stability and stabilization of the unstable linear periodic system by using the developed simulation procedures.

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경계 추정치를 가진 로봇 슬라이딩 모드 제어 (Sliding Mode Control with Bound Estimation for Robot Manipulators)

  • 유동상
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.42-47
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    • 2006
  • 본 논문에서는 로봇의 동력학에 대한 정확한 지식을 요구하지 않는 로봇 머니퓰레이터를 위한 경계 추정기법을 가진 슬라이딩 모드 제어기를 제안한다. 경계 추정을 위해 로봇 동력학의 불확실한 비선형 요소들의 경계치를 제 1종의 Fredholm 적분식을 이용하여 표현하고, 슬라이딩 평면 함수값만을 이용한 적응 기법을 제안한다. 또한 로봇 동력학의 중요한 두가지 특성인 왜대칭성과 양정치성을 이용하여 로봇 시스템의 점근적 안정성을 증명한다.

일종의 비선형 시간 지연 시스템에 대한 광역 점근적 안정성 (Global Asymptotic Stability of a Class of Nonlinear Time-Delay Systems)

  • 최준영
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.187-191
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    • 2007
  • We analyze the stability property of a class of nonlinear time-delay systems. We show that the state variable is bounded both below and above, and the lower and upper bounds of the state are obtained in terms of a system parameter by using the comparison lemma. We establish a time-delay independent sufficient condition for the global asymptotic stability by employing a Lyapunov-Krasovskii functional obtained from a change of the state variable. The simulation results illustrate the validity of the sufficient condition for the global asymptotic stability.

실용적 안정성을 보장하는 양자화기 데이터 율 조건 (Data Rate Condition for Quantizer Achieving Practical Stability)

  • 양장훈
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.228-232
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    • 2018
  • 많은 사물들이 네트워크를 통해서 연결되고 제어되면서 제어 시스템에서 양자화 오류를 다루는 문제의 중요성이 증가하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 제어시스템의 실용적 안정성을 달성하기 위해서 양자화기에서 필요로 하는 데이터 율에 대한 조건을 제시한다. 먼저, 프로세스 잡음이 없는 조건에서 데이터율이 궤환 시스템 행렬의 고유값, 초기 상태의 크기, 초기 양자화 오류의 크기 및 제어 이득 등에 의해서 결정됨을 보이고, 프로세스 잡음이 있는 경우 프로세스 잡음의 최대 크기에 의한 추가적인 데이터율이 발생함을 보인다. 또한, 점근적 분석을 통해서 네트워크 제어를 위한 데이터율을 감소시키기 위해서는 이를 고려한 제어기의 설계가 필요함을 보인다. 간단한 예제를 통해서 균일 양자화기 및 로그형 양자화기가 데이터 율에 따라서 어떤 실용적 안정성을 보이는지를 확인한다.

다중 상태 시간지연을 가지는 연속시간 특이시스템의 지연종속 $H_{\infty}$ 필터링 (Delay-dependent $H_{\infty}$ filtering for continuous-time singular systems with multiple state-delays)

  • 김종해
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권5호
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    • pp.22-28
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    • 2009
  • 본 논문에서는 다중 상태 시변 시간지연을 가지는 연속시간 특이시스템의 $H_{\infty}$ 필터링 문제를 다룬다. 제안하는 필터의 목적은 필터링 오차 특이시스템(filtering error singular system)이 정규성, 임펄스 프리, 점근적 안정성 및 $H_{\infty}$ 노옴 유계(bound)를 만족하는 선형 필터를 설계하는 것이다. 먼저, 다중 상태 시변 시간지연을 가지는 특이시스템에 대한 새로운 지연종속 유계실수정리(bounded real lemma)를 자승 요소를 기초로 하는 유한 합 부등식(finite sum inequality)을 이용하여 제안하고, 이로부터 $H_{\infty}$ 필터가 존재할 조건과 필터의 설계기법을 최적화가 가능한 선형행렬부등식(linear matrix inequality)으로 제시한다. 마지막으로 예제를 통하여 제안한 필터 설계 알고리듬의 타당성을 확인한다.

시간 지연을 갖는 이산 시간 비선형 시스템에 대한 H∞ 퍼지 강인 제어기 설계 (Robust H∞ Fuzzy Control for Discrete-Time Nonlinear Systems with Time-Delay)

  • 김택룡;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.324-329
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    • 2005
  • 본 논문에서는 시간 지연을 갖는 이산 시간 비선형 시스템을 $H\infty$ 의미에서 안정하게 하는 정적 출력 제한 퍼지 제어기 설계를 제시한다. 먼저 대상이 되는 비선형 시스템은 Takagi-Sugeno 퍼지 모델로 표현 되어진다. 그리고 parallel distributed compensation technique을 이용하여 퍼지 제어기의 형태를 만든다. 하나의 Lyapunov 함수를 정하여서 폐루프 시스템의 전역 점근적 안정성과 외란에 대한 강인성을 bilinear matrix inequality 형태로 제시한다. 그리고 합동변환법과 동질성 변환법을 통해 이것을 선형 행렬 부등식 (linear matrix inequality) 으로 표현한다. 제안된 방법의 효율성과 가능성을 보여주기 위해 한 예제를 포함한다.

모달필터 오차가 진동제어 특성에 미치는 영향 (Effect of Modal Filter Error on the Vibration Control Characteristics)

  • 황재혁;김준수;김두만
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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    • pp.241-248
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    • 1995
  • 본 연구에서 얻어진 주된 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 모달필터의 오차로 인해 모달상태 추정에 오차가 발생할 때, 폐루프 진동제어계가 Lyapunov 점근 안정성을 갖기 위한 필요충분 조건식(26)을 유도하였다. 2) 모달필터의 오차가 클수록 폐루프 진동제어계의 안정성은 점점 나빠지게 된다. 3) 모달필터의 오차 .DELTA.D가 존재할 때, L$_{\infty}$-놈 이론을 적용하여 진동제어 응답성능의 오차의 상한, 식(32)를 유도하였다. 4) 응답성능 오차의 상한은 모달필터 오차 .DELTA.D의 크기에 비례하고 있으며, 비례계수는 모달공간에서의 제어기법이 종류에 따라 다르다.

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시간지연을 갖는 비선형 시스템의 출력 피드백 제어 (Output Feedback Control for Nonlinear System with Time Delay)

  • 이성렬
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권7호
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    • pp.239-243
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    • 2013
  • 본 논문에서는 입력에 시간 지연이 존재하는 삼각구조의 비선형시스템에 대한 출력 피드백 제어방법을 제안한다. 제안한 제어기는 고이득 관측기와 선형제어기로 구성한다. Lyapunov-Krasovskii 정리를 이용하여 점근적 안정도를 보장하는 입력지연의 크기를 유도한다. 마지막으로 제안한 결과의 유효성을 증명하기 위하여 모의실험 예제를 제공한다.

구조적 불확실성을 갖는 비선형 시스템의 역최적제어 (Inverse optimal control of nonlinear systems with structural uncertainty)

  • 이상훈;김진수;이종용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.2651-2659
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    • 2009
  • 본 논문에서는 구조적 불확실성을 갖는 비선형 시스템에 대한 역 최적 제어를 고려하였다. 먼저 불확실성의 구조적 범위를 논의하고, 제어 Lyapunov 함수를 기초로, 불확실성을 가지는 비선형시스템에 대한 대역적 점근적 안정도를 제안하고 증명한다. 이로부터 역 최적 제어를 위한 최저의 제약조건을 유도하고 증명한다. 이 결과를 이용하여 불확실성을 갖는 비선형시스템에 적용하였으며, 제안된 방법의 효율성을 검증하기 위하여 시뮬레이션을 하였다.

부족구동 기계시스템을 위한 적분 슬라이딩 모드 제어기 설계 (Design of Integral Sliding Mode Control for Underactuated Mechanical Systems)

  • 유동상
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.208-213
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    • 2013
  • 부족구동시스템은 제어되어야 하는 자유도보다 더 적은 수의 구동부를 가진 시스템으로 특정질 수 있으며, 이런 시스템을 제어하기 위한 알고리즘을 찾는 문제에 대한 관심이 지속적으로 증대되고 있다. 가변구조시스템 이론을 기반으로 하는 슬라이딩 모드 제어기는 비선형 시스템을 제어하는데 있어 강건한 도구를 제공하고 있다. 본 논문에서는 부족구동시스템을 효과적으로 제어하기 위한 적분슬라이딩 함수를 이용한 슬라이딩 모드 제어기를 제안하고, Lyapunov 안정도 이론을 이용하여 점근적 안정성을 입증하였다. 제안된 제어기의 효용성을 검증하기 위해 대표적인 부족구동시스템인 아크로봇 (Acrobot)을 대상으로 시뮬레이션을 수행하였다. 아크로봇의 동적 모델은 Mathworks사의 Simscape을 이용하여 구현하였으며, 제어기 구성은 Simulink를 이용하여 구성하였다. 시뮬레이션 결과는 제안된 제어기의 유용성과 효과성을 입증하였다.