A method for actively minimizing dynamic reaction forces in a flexible structure subject to persistent excitations is presented. One difficulty with the method, however, is that forces and moments do not converge as quickly as displacements in mathematical discretization of continuous systems, so a controller based on a truncated model of a continuous system can produce poor results. A technique using residual flexibility matrix is presented for correcting the truncated force representation. A controller designed for reaction force minimization, using the residual flexibility matrix, is applied to a model of a flexible structure, and the results are presented. Implications of various reaction force penalty combinations on the resulting control performance are also discussed.
The sliding-mode control technique could make a system unstable which external disturbance and uncertainty exists in. This paper suggests a robust sliding-mode control algorithm which can be applied to a linear system with parameter uncertainties. To reduce the chattering effect, the whole system is comprised of using a state variable in which the state's estimated value is added. The condition of estimated state results from state observer. The proposed control algorithm uses the optimal feedback controller following the dynamic system equation which consists of a state variable resulting from its own state variable, controller input, estimated state variable. Through comparison with the time optimal control algorithm using simulation, the suggested algorithm shows the improved stability and robustness while it manifests the fast tracking characteristics.
시스템을 입력과 출력값 만으로 제어하고자 할 경우에는, 플랜트의 파라메타를 추정하면서 제어해 나가야 할 것이다. 이러한 경우에는, 귀환제어나 최적제어 형태로는 여러가지 문제점이 발견되어서, 최근에 적응제어가 많이 연구되고 있다. 이에는 Gain-Scheduling 방법, Self-tuning regulator 방법 및 model reference adaptive control 방법이 있다. Gain-Scheduling 방법은 미지의 파라메타가 plant에 있을지라도, 이를 즉시 예측할 수 있을 경우 보조변수 추정을 통하여 이득을 조절하여 시스템을 안정시키는 것이고, self tuning regulator는 보조변수를 직접 조정하여 시스템을 제어한다. 또 model reference adaptive control 방법은 기준모델을 정하여, 이에 따라 관측기 등을 통하여, 플랜트의 파라메타를 추정 제어해 나가는 것이다. 이때 기준 모델의 출력과 플랜트 출력사이의 오차를 어떻게 할 것인가? 추정되는 파라메타와 오차와의 대수관계 및 차수 등, 그 한계 해석이 최근의 MRAC 설계연구에 큰 과제가 되어 왔다. 이에 본 연구에서는 신호합성 및 해석에 뛰어난 기능이 있는 Walsh 함수를 이용하여, 간단한 Micro computer의 도움으로, 오차 함수를 합성하고, 미지의 파라메타를 추정하여, 시스템의 adaptive filter설계에의 가능성에 대하여 연구하고자 한다. 또 이를 실제 예를 들어 고찰하였다.
This paper presents the sliding mode control methods for anti-lock brake system (ABS) with the friction force observer. Using a simplified quarter car model, the sliding mode controller for ABS is designed to track the desired wheel slip ratio. Here, new method to find the desired wheel slip ratio which produces the maximum friction force between road and tire is suggested. The desired wheel slip ratio is varying according road and tire conditions to produce maximum friction force. In order to find optimum desired wheel slip ratio, the sliding mode observer for friction force is used. The proposed sliding mode controller with observer is evaluated in simulation, and the control design is shown to have high performance on roads with constant and varying adhesion coefficients.
This paper intends to compare and illustrate the feedback effects of the state feedback scheme to a positional control system by the use of the state observer. As a case study, the dynamic properties of a proposed positional control system lie derived, first, and the design of an optimal state feedback control system by the actual states is intended as a primary case study. For the illustration of the feedback effects with the asymptotic state observer, unobservability of some state variables are assumed and an optimal state feedback design is carried by using the estimated states which is reconstructed through the observer. That is, when some of the states of the system to be controlled are not avalable, an observer is constructed to estimate the unaccessable states. Adigital computer is used for the comparative study of the feedback effects in both cases. The resultant response of the proposed system have shown quite reasonable satisfaction oncontrol quality.
이 연구는 인쇄기제어와 같은 기어를 포함한 직류전동기로 가동되는 회전계통 플랜트의 제어에 관해서 적분제어기와 전차수 상태관측기 및 영차홀드로 구성되는 데드비트제어시스템을 제안하고 있다. 샘플링된 연속데이터시스템의 응답은 샘플링사이에 리플이 발생치 않도록 보장할 수 없지만, 제안된 데드비트제어시스템의 응답은 MATLAB시뮬레이션을 통한 사례연구의 결과, 상태귀환형 최적제어나 출력귀환형 제어시스템응답 등에 비하여 정정시간이 횔씬 빠르고, 주어진 샘플링주기 후에 리플없는 출력응답을 얻을 수 있음을 보여준다.
Excessive vibration in flexible structures is a problem encountered in many different fields, causing fatigue of structural components. Passive techniques, though sometimes limited in their capabilities, have been used in the past to attenuate vibrations. Recently active techniques have been developed to enhance vibration control performance beyond that provided by their passive counterparts. Most often, the focus of active control methods has been to suppress structure displacements. In cases where vibration results in structure failures, displacement suppression may not be the best choice of control approaches (it can, in fact, increase dynamic loads which would be even more harmful to supports) . This paper presents two optimal control methods for attenuating steady state vibrations in flexible structures. One method minimizes shaft displacements while another minimizes dynamic reaction forces. The two methods are applied to a model of a typical flexible structure system and their results are compared. It is found that displacement minimization can increase loads, while load minimization decreases loads.
본 논문에서는 정렬과 비정렬된 회전자 위치들에서 자화곡선들을 기본으로 한 SRM의 회전자 워치펑가 알고리즘을 제안한다. 자화곡선은 측정된 상 전압과 상 전류로부터 계산되어지고, 계산된 데이타는 회전자 위치검출을 위한 자화곡선의 입력으로 사용되어진다. 자화곡선은 비션형 특성해석에 적합한 퍼지 알고리즘으로 구생되어졌다. 종래의 지삭기반 퍼지제어기를 이용한 자속관측기가 SRM의 센서리스 제어를 얻기 위해 제시되었다. 최적 각을 선정하기 위한 방식이 회전자 위치검출을 위해 제시되었다. 제안된 알고리즘의 강인성이 시뮬레이션과 실험결과의 비교를 통해 입증되었다.
본 논문은 축소 3층 건물의 최상층에 능동질량형 제어장치를 설치한 시스템에 관한 식별실향분석이다. OKID기법을 적용하여 진동대 및 제어장치의 가진 입력과 건물 및 제어장치의 응답인 출력관계를 분석하여 수학모델을 구하였다. 제어장치가 설치된 건물에 관한 입력은 진동대에 의한 지반가속도와 제어장치 모터의 구동신호이다 그리고 출력은 건물 각층과 제어장치의 가속도이다. 입출력 관계로 구하여진 수학모델을 바탕으로 제어장치의 최적설계를 수행하였으며 수치해석과 실험결과를 비교한바 서로 일치함을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 열응력을 이용해 구조물의 진동을 제어하기 위한 방법을 제시하였다. 구조물에 열응력을 발생시키리 위하여 써멀액츄에이터를 사용하였으며 저주파 진동을 제어하는데 이 써멀액츄에이터가 효과적으로 이용될 수 있음을 확인하였다. 열응력에 의한 제어방법은 열전달에 소요되는 시간지연 문제 때문에 고주파수의 진동을 갖는 구조물보다는 거대한 우주구주물과 같이 비교적 고유진동수를 갖는 구조물에 효과적으로 적용될 수 있다. 외팔보의 진동제어를 수행하기 위하여 보상기 설계에 의한 제어이론과 관측기 설계를 포함하는 최적제어 및 강인제어이론을 사용하였다. 또한 수치해석 시뮬레이션을 통하여 본 연구에서 사용한 제어이론들이 열응력을 이용한 구조물의 진동제어에 매우 효과적임을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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