• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.35-36
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• 2011

본 논문은 불안정한 비선형시스템의 대표적인 플랜트인 도립진자를 이용하여, 비선형시스템의 선형화된 모델링에서 PID제어기와 상태궤환제어기의 제어역할을 연구한다. 우선 선형화시스템에서의 제어기를 구성한 후 회전형 도립진자를 모델링한다. 회전형 도립진자의 모델링은 실린더의 관성모멘트와 진자의 회전중심에 대한 모멘트의 관계를 토크를 기준으로 비선형 동적방정식 형태로 정리한다. 정리된 방정식을 선형화하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 PID제어기와 상태궤환제어기의 제어특징과 성능을 비교 및 연구한다. 테스트용 회전형 도립진자를 이용하여 위에서 구성된 제어기로 제어가능한지 실험한다. 테스트용 회전형도립진자는 RealSYS사의 리얼시스 DSP Inverted Pendulum 2005년 생산품으로 실험한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 1995.10b
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• pp.174-179
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• 1995

본 논문데서는 부하외란이나 시스템 내부 파라미터의 변동시에 적응력이 저하되는 종래의 PI제어기와, 정상상태 잔류편차가 존재하는 퍼지 제어기의 단점을 극복하기 위한 적 응 퍼지 제어 기법을 제안하였고, 이를 도립 진자 시스템에 적용하였다. 운송차의 위치 및 진자 각도의 오차, 오차의 변화량에 따라 퍼지 추론을 행하여 PI 제어기의 가중치를 결정하 는 구조로, P제어기는 운송차 및 진자의 오차가 과도 상태에서의 영역에서 사용되어 속응성 과 고정도의 특성을 얻는다. 1제어기는 정상상태에서의 정도 향상에 이용되었다. 특히, 제안 하는 적응 퍼지 제어기는 운송차의 위치 오차에 대한 PI 동작과, 진자의 각도 오차에 대한 PI 동작을 각각 퍼지 추론에 의해 부드럽게 전환함으로서 고유 불안정의 시스템인 도립 진 자 시스템의 안정화 제어에 적용하였다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.13 no.2
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• pp.137-147
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• 2003

The fuzzy control and implementation of a new three-dimensional(3-D) inverted pendulum system are addressed. In comparison with conventional 1-D and 2-D systems, the 3-D inverted pendulum system is a proper benchmark system to simulate human's control action which includes the up and down motion to stabilize an inverted pendulum. To investigate the characteristics of the 3-D inverted pendulum system and to design of a fuzzy controller, we derive dynamic equations of the mechanism including a 3-axis cartesian robot and an inverted pendulum. We propose a design method of a fuzzy controller of the yaw and pitch angles of an inverted pendulum. In the design, the redundant degree-of-freedom(DOF) of the robot and the constrained workspace are taken into account. The performance of the proposed system is proved by experimental results using a developed PC-based Multi-Motion Control(MMC) board.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.17 no.4 s.77
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• pp.407-417
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• 2005

An experimental and analytical study was performed to apply the friction pendulum system (FPS) to the main control room of a nuclear power plant. A friction pendulum bearing was fabricated, and the dynamic response of the bearing was evaluated. A partial model of a main control room attached to the FPS was tested on the shake table. The model consisted of a cabinet, a $3m\times3m$ access floor, and four friction pendulum bearings. The artificial time history based on the floor response spectrum of the main control room was used as the earthquake input signal in the test. Comparisons between the analytical study and the experimental study were conducted to verify the results and to extend the experimental study to the range of parameters that could not be experimentally studied.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1765-1766
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• 2008

본 논문에서는, 전동기를 이용하는 위치제어 시스템을 이용하여, 이너루프 제어기 유무에 따라 시간 응답 특성 개선 효과에 대하여 실험을 통해 검증하고자 한다. 실험 플랜트로서, 전동기의 속도에 따라 진자의 위치를 제어하는 다중 안정도를 가지고 비선형 시스템인 아라고 진자 시스템을 이용한다. 이 시스템은 속도 정보를 알 수 있는 측정 장치가 없는데, 칼만필터로 전동기의 속도를 추정하고 속도 제어기를 설계하도록 한다. 또한, 선형 시스템을 고려하기 위하여 안정영역 동작점인 진자의 각도가 지면으로 부터 45$^{\circ}$인 선형화 모델을 이용한다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.21 no.2
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• pp.192-197
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• 2011

In this paper, the output feedback control of inverted pendulum systems is experimented for the practicality verification of the linear state observer. For the experiment, a pendulum system, CEM-IP-01 of Cemware Inc. is used and Lagrange equation and Jacobian linearization are adopted for the dynamic analysis of the pendulum system. In addition, the output responses of the state feedback control and the output feedback control of the pendulum system are compared before the experiment by Matlab. Finally, we directly verify the practical use of the linear state observer by recognizing and solving some real problem to control the inverted pendulum system in practice.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.8
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• pp.1104-1110
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• 2012

The inverted pendulum system is a common, interesting control problem that involves many basic elements of control theory. In the early, controls of stabilization for the inverted pendulum system were used classical methods like PD, PID controller. In recently, however, control methods based on modern and intelligent control theory are widely applied. The fuzzy logic controller which is often used in nonlinear control is a little too hard to design due to increasing fuzzy rules rapidly if the given system like inverted pendulum has many state variables. Also, in case the state variables are divided into two parts, two fuzzy controllers are needed in the control system. In this paper, the authors propose FCSC(Fuzzy Controller based on State variables Combination) that reorganized into two new signals depending on the physical meaning of the four state variables of the inverted pendulum system. The proposed method is applied to the inverted pendulum system and simulations are accomplished to illustrate the control performance.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07b
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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.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1811-1812
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• 2007

본 논문에서는 Fuzzy-PID Control을 이용한 2축 도립진자를 제어한다. X-Y 축을 움직이는 카트에는 도립진자가 세워져 있으며 카트가 2축의 평면상에 원하는 위치로 빠르고 정확하게 이동할 수 있게 하는 동시에 도립진자의 균형을 깨뜨리지 않고 움직이는 것을 제어의 목표로 한다. Fuzzy-PID Control은 도립진자의 균형에 대한 제어뿐만 아니라 로봇의 위치 제어까지 적용된다. 본 연구 논문에서는 이러한 Fuzzy-PID 적용 시스템에 대한 시뮬레이션을 실행함으로 그 우수성을 입증 하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.34 no.2
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• pp.310-317
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• 2010

In this paper, we propose a method for swing-up and stabilization of a SESIP(Self-Erecting Single Inverted Pendulum) system which is one of the typical nonlinear systems. We use PV(Proportional velocity) controller for swinging up the pendulum and employ a PI-type state-feedback controller for stabilizing the pendulum. Control is switched to a stabilizing controller, which is designed to balance the inverted position of pendulum and the cart position to the near vertical position. Computer simulations are performed to illustrate the control performance of the proposed scheme.