• 제목/요약/키워드: 제어성능

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만타형상 무인잠수정의 운동성능 해석 및 제어기 설계를 위한 비선형 수학모델 개발 (Mathematical Modeling for Dynamic Performance Analysis and Controller Design of Manta-type UUV)

  • 변승우;김준영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.21-28
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    • 2010
  • 본 논문에서는 만타형상 무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 운동성능과 제어기설계에 대한 성능을 해석하기 위한 수학모델을 정립하여 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 6자유도 운동방정식을 이용하여 Matlab/Simulink로 시뮬레이션 프로그램을 구성하였다. 개발된 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 만타형상 무인잠수정의 동역학적 운동성능을 해석하였으며, 무인잠수정의 제어성능을 해석하기 위하여 PID(비례-미분-적분)제어기와 슬라이딩모드(Sliding mode)제어기를 설계하여 만타형상 무인잠수정의 제어성능을 해석하였다. 설계된 제어기는 무인잠수정의 수심제어(Depth control)와 방향제어(Heading control)에 사용되었다. 설계된 제어기의 성능을 확인하기 위하여 미해군 대학원의 AUV II와 비교하였다. 설계된 수심제어기와 방향제어기를 이용하여 만타형 무인잠수정의 설계목표에 부합하는 항해제어 시뮬레이션을 실시하였다.

퍼지관리제어기법의 강인성능평가 (Evaluation of Robust Performance of Fuzzy Supervisory Control Technique)

  • 옥승용;박관순;고현무
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권5호
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    • pp.41-52
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    • 2005
  • 지진응답제어를 위한 효율적 방법으로 제시된 퍼지관리제어기법은 퍼지에 기반한 의사결정과정을 통하여 가변 제어이득행렬을 구현함으로써 하나의 제어이득만으로 표현되는 선형제어기법보다 개선된 제어성능을 발휘할 수 있다. 이 논문에서는 퍼지관리제어기법의 효율성을 하중 및 교량모델의 불확실성에 대한 제어성능의 강인성 측면에서 평가하였다. 강인성 평가에 있어서는 Dyke등이 제시한 벤치마크 교량에 대하여, 최적설계된 LQG기법과 제어성능을 비교하는 방법을 사용하였다. 불확실성을 주는 요인으로는 주파수 특성이 다른 여러 지진가속도의 규모 및 교량의 강성변화를 가정하였다. 최적설계된 LQG 제어기와 제어효과를 비교한 결과, FSC시스템이 지진의 종류와 규모에 따라 보다 작은 전력을 사용하면서도 개선된 제어성능을 발휘하였다. 특히, LQG 제어시스템이 강성변화에 대하여 불안정한 제어성능을 보인 반면, FSC 시스템은 매우 안정적인 응답제어효과를 보이면서도 제어시스템에 소요되는 전력량과 제어장치의 스트로크에 있어서도 큰 변화를 보이지 않음으로써 매우 탁월한 강인성을 보장할 수 있는 것으로 나타났다.

가변 동 특성을 갖는 선박 거주구의 진동제어 시스템에 관한 연구 (A study on the vibration Control System of Ship Superstructure wit Dynamic Characteristics)

  • 엄재광;조대승;한성용
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.963-972
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    • 2002
  • 선박 거주구는 승무원 및 여객들이 상주하는 곳으로서 대형 상선의 경우 주선체 상부에 건물형태의 높은 구조이므로, 선박의 불균형력과 프로펠러 기진력으로 인해 주 선체와 연성되어 진동이 발생한다. 대형상선의 거주구는 육상구조물과는 달리 주선체와 마찬가지로 강성은 일정하나 화물적재량의 변화에 따라 선박 거주구의 유효질량이 변화함으로 가변적인 진동특성을 갖는 구조물 중의 하나이다. 본 연구에서는 가변 동특성을 갖는 대형상선의 거주구 진동을 수동형 및 능동형 흡진장치를 통하여 제어할 경우 거주구의 고유진동수 변화에 따른 제어성능의 변화를 반영할 수 있으면서도 제어성능과 안정성이 뛰어난 강건제어 시스템의 설계 가능성을 수치 시뮬레이션을 통하여 확인하고자 하였다. 적용대상은 진동문제가 많이 발생하는 컨테이너 운반선과 초대형 원유운반선의 거주구 진동특성을 3차원 유한 요소법을 이용하여 검토하고, 실험적인 방법으로는 거주구 형태의 구조물의 질량변화에 대한 동조형 흡진기의 제어성능을 시험과 선형이차 진동제어 장치의 진동제어성능 실험결과를 소개하고자 한다.

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신경회로망을 이용한 최적의 ATM 트래픽 형태 제어 방법 (Optimal ATM Traffic Shaping Method Using the Backpropagation Neural Network)

  • 한성일;이배호
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1996년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.215-218
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    • 1996
  • ATM망은 실제로 이용 가능한 대역폭 이상을 할당하는 통계적 다중화(statistical multiplexing) 기법을 사용하므로 망을 통한 트래픽 흐름을 적절히 관리하지 못하면 혼잡(congestion), 셀 손실, 망의 성능 저하 등을 야기하게 된다. 이러한 상황을 예방하고 셀의 도착 시간 버스트(burstiness)를 줄이며 셀 손실 특성을 개선하여 망의 성능을 증가시키기 위하여, 트래픽의 형태 제어 방법을 제안한다. 트래픽 형태 제어 파라미터 값의 역전파 신경망을 적용하여 예측되며, 이 예측된 값들에 의해 형태 제어 방법을 수행한다. 제안된 형태 제어 기법의 성능은 Poisson 트래픽 입력에 대한 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 얻어지며, 멀티플렉서에서의 최대 버퍼 크기를 측정하여 성능을 평가하였다.

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쿼드로터 자세제어를 위한 슈퍼 트위스팅 알고리즘의 성능 분석 (Performance Analysis for Quadrotor Attitude Control by Super Twisting Algorithm)

  • 장석호;양유영;이현재
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.373-381
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    • 2020
  • 쿼드로터는 대칭적인 구조로 모델링이 간단하지만 외란과 시스템의 불확실성에 민감하다는 단점이 있다. 쿼드로터의 제어를 위해 비교적 간단하게 적용이 가능한 PID 제어가 많이 연구되고 있지만, 비선형 시스템에서는 정밀한 제어가 힘들다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여 외란과 시스템의 불확실성에 강인한 특징을 가지는 슈퍼 트위스팅 알고리즘(Super twisting algorithm)을 이용한 쿼드로터 제어를 제안한다. 이 제어기법을 이용하여 쿼드로터의 자세제어기를 구성하였다. 구성한 제어기의 성능을 검증하기 위해 시뮬레이션 및 실제 비행시험을 진행하였다. 제어기의 보다 객관적인 성능 검증을 위해 PID 제어와 성능 비교를 진행하였다.

초고층건물의 풍응답제어를 위한 스마트 TMD의 퍼지 하이브리드제어 (Fuzzy Hybrid Control of a Smart TMD for Reduction of Wind Responses in a Tall Building)

  • 김한상;김현수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.135-144
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    • 2009
  • 본 연구에서는 초고층건물의 풍응답을 저감시키기 위하여 스마트 TMD(STMD)를 활용한 퍼지 하이브리드 제어기법을 제안하였다. 효과적인 제어알고리즘을 개발하기 위하여 STMD의 응답저감에 우수한 성능을 보이는 스카이훅(skyhook) 제어기와 구조물의 응답저감에 뛰어난 그라운드훅(groundhook) 제어알고리즘을 사용하였다. 본 연구에서는 두 제어기를 적절히 조합하기 위하여 최적의 가중치를 실시간으로 결정하는 퍼지 하이브리드 제어기를 개발함으로써 일반적인 가중합방식의 하이브리드 제어기법의 성능을 개선하였다 제안된 제어기의 성능을 검토하기 위하여 풍하중을 받는 76층 사무소 건물을 예제구조물로 사용하였다. MR감쇠기를 이용하여 STMD를 구성하였고, STMD의 제어성능을 평가하기 위하여 TMD및 ATMD의 성능과 비교하였다. 수치해석을 통하여 STMD의 제어성능이 TMD에 비하여 월등히 뛰어남을 확인할 수 있었다. 또한 퍼지 하이브리드 제어기법을 사용하면 스카이훅 및 그라운드훅 제어기를 효과적으로 조합하여 STMD와 건물의 응답을 동시에 줄일 수 있음을 확인하였다.

CDMA이동통신시스템의 역방향 전력제어 성능평가 (Performance Evaluation of Reverse Link Power Control in CDMA System)

  • 정영지;박형윤
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.765-778
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    • 1999
  • 본 논문에서는 CDMA 이동통신 시스템의 모델을 설정하교 역방향 전력제어에 대한 모델을 제안하였으며 전력제어 파라메터에 따른 CDMA 이동통신 시스템의 성능을 평가하였다. 이때 역방향 전력제어 성능 평가 파라메터는 역방향 링크 전력 제어 주기 Tp, 전력제어 지연시간 kTp 그리고 콤맨드 에러 CMD_ERR와 전력의 증가 및 감소량을 나타내는 PWR_STEP등이며, 이들 파라메터들의 평가 결과는 Tp에 대하여 단말기의 이동 속도가 빠를수록 수신 신호 전력 레벨은 기준 레벨에서 심하게 변하는 잔류 페이딩을 볼 수 있었다. 콤맨드 에러에 의한 영향보다는 전력제어 시간 지연에 의한 영향이 더 크게 나옴을 볼 수 있었으며 PWR_STEP의 변화에 따른 영향은 변화량이 약 2dB로 커질 때 전력 제어 오차가 작아짐을 보였다. 이러한 결과 고찰을 통하여 CDMA 이동통신 시스템의 역방향 전력제어 시뮬레이션을 통해 전력제어 파라미터를 최적화함으로써 CDMA이동통신 시스템의 성능을 개선할 수 있음을 보였다.

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영구자석 동기 전동기의 강인한 H∞ 속도 제어기 설계 (Robust H∞ Speed Controller Design of permanent magnet synchronous motor)

  • 고다솜;장소현;장경민;장지혜;조남훈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.1292-1293
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    • 2015
  • 기존에는 전동기 제어기법으로 PI제어기가 주로 사용되어 왔다. 그러나 실제 시스템의 경우 외란과 센서 잡음에 노출되기 쉽고, 모델의 불확실성에 대한 오차가 발생하기 때문에 보다 강인한 제어기법이 필요한 시점이다. $H{\infty}$제어기법은 명령 추종 성능, 시스템 모델 오차와 외란, 센서 잡음에 대해 강인성을 보장하는 고급제어기법으로서 현재 그 성능을 입증 받아 산업분야에서 다양하게 적용되고 있다. 본 논문은 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM)의 속도제어기에 $H{\infty}$제어기와 PI제어기를 적용하여 모의실험을 통한 성능비교를 통해 모델오차와 같은 시스템의 불확실성과 외란에 대해 $H{\infty}$제어기의 강인한 제어성능을 검증하였다.

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BACnet MS/TP 프로토콜의 실험적 성능해석 방법에 관한 연구 (A Study on the Methodology of Experimental Performance Evaluation of BACnet MS/TP Protocol)

  • 박태진
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1744-1745
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    • 2011
  • 네트워크 기반 제어시스템에서 상위 제어시스템의 성능은 하부 네트워크 시스템의 성능에 의해 직접적으로 영향을 받는다. 따라서 네트워크 기반 빌딩자동제어 시스템 역시 하부 네트워크 시스템의 동작 및 성능에 의해 직접적으로 영향을 받는다. 본 연구에서는 빌딩자동제어시스템을 위한 데이터 통신 프로토콜로 개발되었으며, ISO에 의해 국제 표준 규격으로 제정된 BACnet의 하부 데이터링크 계층 프로토콜 중 필드레벨 네트워크 프로토콜로 가장 많이 적용되고 있는 BACnet MS/TP프로토콜 기반 네트워크 시스템의 성능을 실험적으로 해석하는 방법에 대해 소개한다.

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고기동 위성의 자세제어계 하드웨어 초기운용 성능 분석

  • 임조령;윤형주;박근주;김용복;서현호;최홍택
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.166.2-166.2
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    • 2012
  • 국내에서 개발한 고기동 저궤도 위성이 일본 다네가시마 우주센터에서 2012년 5월 18일 발사되었다. 자세제어계는 위성의 임무수행을 완수할 수 있도록 발사 후부터 위성 수명 기간 동안 자세명령을 생성하고 제어 및 결정을 하며, 궤도 조정과 모멘텀 덤핑등의 임무를 수행한다. 이러한 임무 수행을 가능하게 하기 위해 자세제어계는 적절한 센서와 구동기 조합을 사용하여 추력기 기반 안전모드, 궤도 조정을 위한 Del-V Burn 기동 모드, 태양지향 서브모드 및 목표지향 서브모드 등을 설계했다. 고기동 위성의 초기 운용 중 자세제어계는 자세제어계 하드웨어의 초기 구동 및 점검을 수행하고 설계한 각 모드의 기능과 성능 확인을 수행하게 된다. 본 연구는 성공적으로 완료한 자세제어계 하드웨어의 초기 점검 결과를 소개하는 것이 목적이다. 초기 운용은 위성이 발사된 직후 탑재컴퓨터가 깨어나면서부터 시작되는데, 발사 후 최초 접속시 추력기 기반 안전모드에서 태양 획득 성능 및 제어 성능을 확인한 후 정상 상태 모드인 태양지향 자세로 전환하기 위해 자세제어계 하드웨어인 별 추적기, 자기토커, 반작용휠의 초기 구동 및 점검을 수행하였다. 본 연구에서는 각 하드웨어의 초기 구동 점검과 성능 및 기능 요구조건 만족에 대한 성능 분석 결과를 정리하였다.

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