• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.443-450
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• 2002

본 논문에서는 미국토목학회(ASCE)의 사장교에 대한 첫번째 벤치마크 문제를 이용하여 제어-구조물 상호작용을 고려한 새로운 반능동 제어 기법을 제안하였다. 이 벤치마크 문제에서는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri 주에 건설 중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고, Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계단계에서부터 내진 문제에 대하여 자세하게 고려되었다. 상세 설계 도면을 기반으로 하여 교량의 전체적인 거동 특성을 정확하게 나타낼 수 있는 3차원 모델이 만들어졌고, 사장교의 제어 성능에 관련된 평가 기준이 수립되었다. 본 연구에서는 제어 가능한 유체 감쇠기에 속하는 MR 유체 감쇠기를 제어 장치로 제안하였고, 기존 연구에서 MR 유체 감쇠기를 포함한 구조물의 제어에 효율적이라고 검증된 clipped-optimal 알고리듬을 제어 알고리듬으로 사용하였다. 또한, 실제 규모의 MR 유체 감쇠기 실험 결과를 이용하여 수치해석에 이용할 수 있는 동적 모델을 개발하였다. MR 유체 감쇠기는 제어 가능한 에너지 소산장치이며 구조물에 에너지를 가하지 않기 때문에 제안된 제어 기법은 한정입출력 안정성이 보장된다. 수치해석을 통해, MR 유체 감쇠기를 이용한 반능동 제어 기법이 사장교의 응답 감소에 효과적인 방법임을 증명하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.185-190
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• 2005

본 논문은 파리미터의 불확실성을 포함하는 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 시스템을 위한 체계적인 출력 추종 제어기 설계기법을 제안한다. 불확실 T-S 퍼지 시스템은 효과적인 설계를 위하여 퍼지 입력 공간의 발화도의 우세성에 따르는 몇 개의 불확실 선형 시스템으로 표현된다. 출력 추종 제어 오차는 일반화된 리아푸노프 함수에 의하여 해석된다. 이에 따라 출력 추종 제어기 설계 문제는 몇 개의 불확실 선형 시스템의 안정화 문제로 변환된다. 강인 추종 제어기 설계 조건은 선형행렬 부등식의 형태로 유도된다. 마지막으로 파라미터 불확실성을 포함하는 혼돈 로렌Cm 카오스 시스템의 출력 추종 문제를 고려하여 본 논문에서 제안한 기법의 효용성을 입증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5202-5207
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• 2011

여러 산업 분야에서 온도 제어 시스템 설계는 매우 중요한 문제이다. 시스템 개발을 위해서는 개념적인 디자인, 실제 테스트를 위한 시스템 구현, 반복적인 실험을 통한 제어기 설계용 수식모델 도출, 제어기 설계 및 성능 테스트의 과정을 거친다. 통상적으로 실제 테스트 시스템 구현 및 반복적인 실험을 통한 모델링, 제어기 설계 및 성능 테스트에 매우 많은 시간과 비용이 소요된다. 대부분의 온도 제어 시스템 설계 문제에서 동작 온도는 복사 열전달은 무시될 수 있는 범위이며, 히터는 듀티비를 이용하여 ON/OFF 방식으로 제어된다. 본 논문에서는 이러한 조건에서 개념적인 초기 시스템 디자인 후 제어기 설계용 모델 도출에서부터 제어기 설계 및 제어성능 예측까지의 전 과정을 자동으로 수행할 수 있는 기법을 제시하여 온도 제어 시스템의 초기 설계를 손쉽고 빠르게 검증 할 수 있도록 하였다. SISO (Single Input Single Output) 시스템을 예로 들어 제안한 기법의 유용함을 보였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권7호
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• pp.133-139
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• 1996

전형적인 상태 관측기에서는, 외란이 시스템 입력에 가해지는 경우 시스템의 상태 추정이 불가능하다. 이러한 상태관측 문제에 대한 한가지 대책법으로서 비례적분(PI) 관측기가 제안되어 스텝외란의 소거에 대한 유효성이 밝혀져 로바스트 제어기 설계에 대한 응용으로서 널리 연구가 행해져 왔다. 그러나, 미지입력에 대한 PE 관측기 설계는 여전히 문제로 남아 있다. 이 논문에서는 미지입력 PI 관측기의 설계법을 제안하고, 이에 대한 응용으로서 완전 LTR을 실현할 수 있는 결과를 보인다. 먼저, 입력의 정보없이 시스템의 상태를 추정할 수 있는 미지입력 PI 관측기의 충분조건을 제안하고, PE 관측기의 설계에 요구되는 필요충분조건을 보인다. 이러한 조건은 완전 LTR의 실현을 위한 직접적인 요구조건임을 보인다. 따라서, 완전 LTR을 달성하면서 지정한 관측기의 극을 지니는 PI 관측기 설계가 가능하다.

• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제50권3호
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• pp.155-159
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• 2013

본 연구에서는 정적 출력 되먹임 제어기를 구하기 위한 비선형 행렬 부등식 조건과 비선형 최적화 문제를 제안한다. 제안된 최적화 문제는 선형 행렬부등식 제약 조건과 비선형 목적함수를 가지며, 구조적인 제약이 있는 제어기 설계에도 적용할 수 있음을 보인다. 비선형 목적함수를 선형화시키고, 선형화된 최적화 문제를 반복적으로 푸는 방법으로 제안된 비선형 최적화 문제를 풀어 정적 출력 되먹임 제어기를 구할 수 있다. 제안된 방법을 실제 문제에 적용하여 그 유효성을 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2639-2641
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• 2000

계수적 구간 불확실 플랜트를 안정화하는 강인 제어기의 설계의 방법으로서 고정차수 극 배치(FOPA : Fixed Order Pole Assighnment) 알고리즘을 이용할 수 있다. FOPA 알고리즘에 의해서 강인제어기 계수의 집합은 선형제약조건으로 표현되고, 이 조건을 만족하는 임의의 한점은 주어진 불확실 시스템을 안정화한다. 본 논문에서는 선형제약조건으로 주어진 제어기 계수의 집합에서 외란의 에너지를 최소화하는 제어기를 구하는 알고리즘을 제안한다. 일반적으로 전역 최적해을 구하는 문제는 BMI(bilinear matrix inequalities)로 표현되지만 제어기의 계수를 고정했을 때는 LMI(lineal matrix inequalities)로 간략화되기 때문에 제어기계수에 대한 최소화와 성능지수에 대한 최소화를 반복함으로써 국부 최적해를 구할 수 있다. 제안한 알고리즘의 효용성을 보이기 위해 제어기 설계 예를 보이고, 그 성능을 비교 분석한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.261-266
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• 1995

본 연구에서는 자기부상시스템에 대해 흡인식 자기부상방식을 채택하고 쇠구슬에 대한 운동을 상하 1자유도로 가정하여 운동방정식을 세운다. 이때 전자석이 자기 부상력은 전자석에 흐르는 전류와 인덕턴스의 함수라 가정하고, 모델의 불확실성은 자기부상계의 운동 방정식으로부터 선형화 할 때 발생하는 오차 및 파라미터 변동으로 생각한다. 또한 모델의 불확실성이 존재하더라도 정상편차 없이 부상하는 서보제어계를 설계한다. 그런데 저자등은 강인성 문제 및 정상편차 없는 것에 역점을 두어 H$_{\infty}$ 제어이론에 기초한 1형 로바스트 서보 제어기를 구하여 자기부상 시스템의 안정화 제어계로써 적용한 적이 있다. 이때 중심해 이외의 해를 이용하여 설계한 서보 제어계는 자기부상계의 과도상태시에 일어나는 오버슈트를 줄일 수 없었다. 따라서 시스템 내부 안정화를 위하여 H$_{\infty}$ 제어이론에 의해 설계된 피드백(feedback) 제어기와 물체가 부상할 때 오버슈트를 줄이고 제어량이 목표치에 잘 추종하기 위해 설계된 피드 포워드(feed forward) 제어기로써 2자유도를 갖는 제어계를 설계한다. 이렇게 설계한 2자유도 제어계를 가지고 모의 응답실험과 본 연구자들이 만든 자기부상 시스템의 실험결과를 비교함으로써 설계된 제어기의 타당성을 조사한다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 1996년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.306-309
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• 1996

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 퍼지 제어기를 위한 최적 소속함수와 제어 규칙들을 자동으로 생성하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 효과적인 염색체 암호화 방법을 이용하여 소속함수의 표현 해상도가 증가하여도 소속함수의 언어항의 개수를 일정하게 유지하여 제어 규칙을 표현하는 염색체의 길이가 크게 늘어나지 않도록 한다. 또, 소속함수의 언어항의 개수가 서로 다른 염색체에 대해서도 개선된 교배 및 돌연변이 연산자를 이용하여 효과적으로 유전자 연산을 적용할 수 있게 한다. 본 논문에서는 제안된 방법을 퍼지 제어기의 자동 생성 방법의 평가 문제로 널리 이용되는 트럭 후진 주차 문제에 적용하여 성능을 평가한다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제22권2호
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• pp.34-41
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• 2016

슬라이딩 모드 기법을 실제 적용하는데 있어서 고려해야 할 중요한 문제 중 하나는 스위칭 동작에 의한 채터링 현상이다. 본 논문은 슬라이딩 모드 제어기 및 관측기의 게인을 줄임으로써 채터링을 완화하기 위한 방법으로 슬라이딩 모드 외란 관측기와 적분 제어를 포함하는 슬라이딩 모드 제어 기법에 대해 소개한다. 슬라이딩 모드 외란 관측기는 시스템 불확실성에 의해 발생하는 등가 외란의 상대적으로 느리게 변하는 부분을 추정하도록 설계한다. 슬라이딩 모드 관측기로 추정된 불확실성을 슬라이딩 모드 제어 입력에 결합함으로써 제안하는 관측기 기반 제어기는 상대적으로 낮은 게인을 사용하여 제어 목표를 달성할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 제어기의 성능을 기존 방법과 비교하기 위해 DC 모터 전류 제어 모의실험을 수행한다. 모의실험 결과를 통해 제안하는 슬라이딩 모드 외란 관측기 기반 제어기는 낮은 게인으로 강인한 성능을 달성하고 전류 맥동을 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.