• Title/Summary/Keyword: 최적제어문제

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Adaptive Optimal Control of a Rotary Inverted Pendulum Using Lagrange Interpolation and a Pole's Moving-Range (라그랑지 보간과 근의 이동범위를 이용한 회전형 도립진자의 적응 최적 제어)

  • Park, Minho;Han, Sang-Wan
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.15 no.2
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    • pp.1066-1073
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    • 2014
  • This paper presents a new design method of optimal control of system which are changed the system parameters. The method used for this purpose are the Lagrange interpolation method and Pole's Moving range method. We selects a system within the scope of the changing the system parameters. Using pole's moving range we calculated the state weighting matrix of optimal control. The optimal controller is designed by Lagrange interpolation method of the state weighting matrix. We are compared with a traditional optimal controller and proposed method by simulation. The simulation showed that the proposed method is better control performance than traditional method of optimal controller.

Inverted Pendulum Control using the PD controller optimized with the GA (GA기반 최적 PD제어기에 의한 도립진자의 제어)

  • 송영준;공성곤
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.379-383
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    • 1998
  • 본 논문에서는 플랜트를 제어하는데 있어 광범위하게 사용되는 PD제어기의 파라미터를 결정하는 문제에 대한 연구를 하였다. 파라미터 결정 방법으로는 최근 최적화 문제에 많이 적용되고 있는 새로운 방법인 유전자 알고리즘을 사용하였다. 또한 이렇게 정해진 파라미터를 사용하여 이를 도립진자(Inverted Pendulum)에 적용하였고 도립진자의 응답특성을 분석, 고찰함으로써 PD제어기의 성능을 평가.확인하고 이 문제에 적용된 유전자 알고리즘의 우수성을 입증하였다.

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Optimal Control of Time and Energy for Mobile Robots Using Genetic Algorithm (유전알고리즘을 이용한 이동로봇의 시간 및 에너지 최적제어)

  • Park, Hyeon-jae;Park, Jin-hyun;Choi, Young-kiu
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.21 no.4
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    • pp.688-697
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    • 2017
  • It is very difficult to solve mathematically the optimal control problem for non - linear mobile robots to move to target points with minimum energy related to velocity, acceleration and angular velocity in minimum time. This paper proposes a method to obtain optimal control gains with which mobile robots move with minimum energy related to velocity, acceleration and angular velocity in minimum time using genetic algorithms. Mobile robots are non - linear systems so that their optimal control gains depend on initial positions. Hence initial positions are divided into some partition points and optimal control gains are obtained at each partition point with genetical algorithms. These optimal control gains are used to train neural networks that generate proper control gains at arbitrary initial position. Finally computer simulation studies have been conducted to verify the effectiveness of the method proposed in this paper.

The Application of Discrete Time Optimal Control Theory to Natural Resource Problems (이산시간 적정제어이론의 응용사례에 관한 연구)

  • Kim, Jin Hyung;Lee, Dug Man
    • Environmental and Resource Economics Review
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    • v.12 no.1
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    • pp.157-175
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    • 2003
  • 본 연구는 이산시간 적정제어이론을 사용하여 동태적 경제 문제의 최적해를 구하기 위해 사용되는 두 가지 형태의 극대원리를 분석하고 있다. 이산시간 적정제어이론에 관한 선행연구들은 상태방정식이 차분방정식의 형태를 띠는 경우에 적용할 수 있는 극대원리를 제안하고 있다. 그러나 본 연구는 상태방정식이 차분방정식이 아닌 일반방정식의 형태를 띠는 경우에 적용할 수 있는 극대원리를 개발하였다. 그리고 본 연구를 통해 개발된 극대원리와 선행연구들이 제안한 극대원리와의 차이는 공동상태 변수의 운동법칙에 있음을 보여주고 있다. 특히 본 연구는 Bellman의 최적원리를 이용하여 본 연구에서 개발된 극대원리는 선행연구들이 제안한 극대원리를 포함하는 일반적인 극대원리임을 설명하고 있다. 마지막으로 본 연구는 목재공급모형인 TSM2000에 포함된 경제변수의 동태적 최적화를 구하는 과정을 통해 본 연구에서 개발된 극대원리가 경제 문제에 적용되는 사례를 보여 주고 있다.

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The Sliding Control using Nonlinear Sliding Surfaces (비선형 슬라이딩 평면을 이용한 슬라이딩 제어)

  • Han, Jong-Kil
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.7 no.5
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    • pp.1133-1138
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    • 2012
  • In the paper, design of nonlinear sliding surfaces which are based on optimal control is studied, The state trajectory by the input of optimal control was obtained by Frobenius theorem and matrix decomposition method, was set the nonlinear sliding surfaces of the system. The states is maintained to sliding surfaces from initial states. As the result, robustness of the system can be guaranteed throughout an entire response of the system starting form the initial time instance, the uncertainty and external disturbance that can occur during the reaching time is removed, the problem of large control input was solved, and setting the sliding surfaces optimal path was able to reduce the tracking time. The validity of the proposed control scheme is shown in computer simulation for inverted pendulum.

Control of Bidirectional Half-Bridge Converter for Optimal Charge/Discharge of the Supercapacitor (슈퍼커패시터의 최적 충방전을 위한 양방향 하프브리지 컨버터의 제어)

  • Lee, Jong-Hak;Choi, Woojin
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.11a
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    • pp.207-208
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    • 2010
  • 연료전지와 같은 신재생에너지원은 부하변동에 강인하게 대처하기 어려운 특성을 지니고 있어 단독으로 사용될 경우 전력품질 문제를 야기 할 수 있으며, 따라서 이를 보상하기 위한 보조 에너지 저장장치의 사용이 요구된다. 슈퍼커패시터는 전력밀도가 높고 사이클 수명이 긴 특성을 지니고 있어, 주 에너지원의 느린 응답특성을 보상하는 데에 유용하게 사용될 수 있다. 본 논문에서는 슈퍼커패시터의 최적 충방전을 위한 양방향 하프브리지 컨버터의 설계 및 제어에 관해 기술한다. 최적 충방전 전류의 값을 결정하기 위해 EIS 실험을 통해 슈퍼커패시터 모듈의 임피던스 특성을 분석하였고, 충전 전류별 충전 효율이 달라지는 원인을 분석하였으며, 위상제어에 의한 하프브리지 컨버터의 충방전 제어방법에 관해 제시한다.

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Investigations on data-driven stochastic optimal control and approximate-inference-based reinforcement learning methods (데이터 기반 확률론적 최적제어와 근사적 추론 기반 강화 학습 방법론에 관한 고찰)

  • Park, Jooyoung;Ji, Seunghyun;Sung, Keehoon;Heo, Seongman;Park, Kyungwook
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.25 no.4
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    • pp.319-326
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    • 2015
  • Recently in the fields o f stochastic optimal control ( SOC) and reinforcemnet l earning (RL), there have been a great deal of research efforts for the problem of finding data-based sub-optimal control policies. The conventional theory for finding optimal controllers via the value-function-based dynamic programming was established for solving the stochastic optimal control problems with solid theoretical background. However, they can be successfully applied only to extremely simple cases. Hence, the data-based modern approach, which tries to find sub-optimal solutions utilizing relevant data such as the state-transition and reward signals instead of rigorous mathematical analyses, is particularly attractive to practical applications. In this paper, we consider a couple of methods combining the modern SOC strategies and approximate inference together with machine-learning-based data treatment methods. Also, we apply the resultant methods to a variety of application domains including financial engineering, and observe their performance.

Design of 2DOF(Degree-Of-Freedom) Wiener-Hopf controllers (2자유도 위너-호프 제어기 설계)

  • Cho, Yong-Seok;Min, Deuk-Gi;Choi, Goon-Ho;Lee, Jong-Sung;Kang, Ki-Won;Park, Ki-Heon
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1997.07b
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    • pp.437-440
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    • 1997
  • 제어공학에서 흔히 표준 모델이라고 불리우는 플랜트 모델은 여러 부 시스템이 서로 결합되어있는 복잡한 시스템을 단순화시킨 모델이다. 이 모델은 수학적으로 간략하게 표시된다는 장점 때문에 다변수 시스템의 최적 제어에 많이 쓰이고 있다. 그러나 이 모델은 수학적인 전개에는 편리하지만 물리적으로 판이하게 다른 신호군 즉, 외란 및 측정 잡음과 기준 입력 신호를 하나의 신호군으로 처리하는 약점이 있다. 실제로 이 구조로는 입력 추종 문제를 자유롭게 처리할 수 없는 경우가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선하기 위하여 외란 및 측정 잡음과 기준 입력을 분리하여 처리할 수 있는 2자유도 제어기 구조를 제시하였다. 제어기 형태는 위너-호프 제어기로 주파수 영역에서 다 변수 시스템에 대한 최적 설계를 가능하게 한다.

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Optimal Fuzzy Controller Design Method using the Genetic Algorithm (유전자 알고리즘을 이용한 최적의 퍼지제어기 설계방식)

  • 손동설;이용구;엄기환
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.3 no.2
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    • pp.363-371
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    • 1999
  • In this paper proposes the optimal fuzzy controller design method using the genetic algorithm. Proposed method is that fuzzy rules and input - output scaling factors of the fuzzy controller are determined by using genetic algorithm that is very effectively in the optimization problem. The optimal fuzzy rules of servo system uses the fitness function which are the performance index in fuzzy controller. In order to verify excellent control performances of the proposed control method, we compare the control performance and characteristics about the proposed control method with a conventional fuzzy control method through a lot of simulations and experiments with one link manipulator.

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Robust Controller Design for Interval uncertainty system (구간 불확실 플랜트에서의 강인 제어기 설계)

  • Lee, Jin-Kyu;Son, Sang-Gyun;Won, Yong-Kyu;Chung, Yang-Woong;Chu, Chan-Soo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2000.07d
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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.

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