본 연구에서는 볼빔 시스템 제어에 대해 particle swarm optimization을 이용한 최적 퍼지 cascade 제어기 설계 방법을 소개한다. 볼빔 시스템은 모터, 빔과 움직이는 볼로 구성되며 볼의 위치를 제어하는 시스템이다. 본 논문에서는 많은 분야에서 제어 성능이 우수한 퍼지제어기를 cascade 형식으로 설계하여 볼빔 시스템을 제어한다. 퍼지 cascade 제어구조는 1차 제어기와 2차 제어기로 구성되어 있다. 최적 퍼지 제어기를 설계하기 위하여 PSO를 사용한다. PSO는 초기값에 영향이 석고 일반적인 탐색알고리즘과 달리 조기 수렴의 문제점을 극복한다. 본 논문에서 퍼지 제어기와 기존의 PB 제어기의 성능을 비교 분석한다.
Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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2016.07a
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pp.123-124
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2016
본 논문에서는 사물인터넷 기법을 원격지에서 재배환경을 제어할 수 있는 온실 원격제어시스템을 제안한다. 온실원격제어시스템은 온실내의 환경정보를 계측하여 서버에 저장하고, 이 정보를 이용하여 사용자가 제어함으로서 최적의 재배환경으로 조절하고, 저장된 재배 환경정보를 활용하여 작물의 최적의 재배를 위한 기초 자료로 활용하도록 한다. 온실 원격 제어시스템을 웹과 연동하여 각종 기기를 이용하여 원격으로 제어함으로서 각 사용자들이 온실에 접근하지 않고 원격으로 환경을 제어할 수 있도록 구성하였다. 온실 원격제어시스템은 제어부, 통신부 그리고 계측부로 구성하였으며, 무선인터넷을 통하여 5초마다 제어신호를 확인하여 처리하고, 온도를 측정하여 서버에 저장하여 동작을 확인하였다. 따라서 본 논문에서 제안하는 온실 원격제어시스템은 최적의 생장환경을 지속적으로 제공하여 농가의 생산 효율성을 증대 시킬 수 있으리라 사료된다.
원자력 발전소 제어계통은 계속 최신 기술의 실증으로 인하여 상당히 많은 부분이 개선될 것으로 판단되고 있다. 현재 개선이 추진되고 있는 것들은 계측제어 분야의 첨단기술인 광통신이라든가, Multi-processor 기능을 갖고 있는 컴퓨터를 사용하여 Real-time Monitoring을 하거나 보수요원의 정기적인 점검에서 발생되는 실수를 막기위한 디지탈 자동 시험장치(Automatic Test With Digital System)등이 주로 대상이다. 이러한 개선 외에도 원자력 발전소의 부하추종 능력의 개선을 위해 원자로 계측 및 제어봉 제어장치의 개선과 최적제어라든가 적응제어 이론을 이용한 제어기설계 연구가 함께 이루어져야 한다고 사료된다. 증기발생기 수위제어에는 이미 최적제어나 적응제어 이론을 응용한 제어계통의 개선 사례도 있는 실정이다. 또한 원자력 발전소의 보수 유지 및 안전 운전을 위해서 원전로보트의 이용 연구가 필요하며 특히 운전원의 실수를 최소한으로 줄이기 위해 인공지능 기술을 도입한 발전로 제어계통의 구성 연구도 매우 바람직하다고 생각된다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.38
no.6
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pp.619-627
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2014
An optimization method is proposed for the simultaneous design of structural and control systems using the equivalent static loads. In the past researches, the control parameters of such feedback gains are obtained to improve some performance in the steady-state. However, the actuators which have position and velocity feedback gains should be designed to exhibit a good performance in the time domain. In other words, the system analysis should be conducted for the transient-state in dynamic manner. In this research, a new equivalent static loads method is presented to treat the control variables as the design variables. The equivalent static loads (ESLs) set is defined as a static load set which generates the same displacement field as that from dynamic loads at a certain time. The calculated sets of ESLs are applied as multiple loading conditions in the optimization process. Several examples are solved to validate the proposed method.
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.
항공기가 평형상태로 비행하는 도중 돌풍과 같은 외부교란을 만난 교란상태운동은 선형화된 미분방정식으로 표현되며 비교적 짧은 비행시간동안의 비행은 선형시 불변계가 된다. 돌풍은 Gauss-Markov확률과정으로 모델링 되며, 항공기가 돌풍을 만난 교란상태운동은 시스템론적으로 보면 백색잡음이 성형필터를 거쳐 계에 입력되는 것과 같다. 초기의 설계방법은 고전적인 주파수영역에서의 해석방법을 사용하였으나 1960년대에 최적제어이론이 도입되면서 평가함수를 사용하여 원하는 비행특성을 얻는 방법을 사용하게 되었다. 그 후 계에 입력되는 외란과 측정시의 잡음으로 인한 불확실한 측정량으로부터 최적상태변수의 추정을 위해 필터링이론을 도입한 확률제어이론을 적용하여 자동조종장치를 설계하게 되었다. 이때까지는 연속제어계로 설계되었으며 그 후 측정신호를 샘플링하여 연속제어계와 등가의 이산제어계를 사용한 자동조종장치가 등장하였으며 이 경우 설계기법으로는 연속제어계를 사용하고 실현시킬 때는 디지털컴퓨터를 사용하였다. 이는 제어하는 동안 계의 계수와 제어법칙을 바꾸어 줄 수 있는 이산제어계의 장점을 이용하지 못하므로 처음부터 계를 등가의 이산계로 보고 제어계를 설계하는 방법이 도입되었다. 이 때 샘플링간격의 결정과 Quantization 영향이 설계시 고려되어야 한다.
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.
본 논문에서는 PID제어기를 이용해 외란이 존재하는 2차시스템 특성을 갖는 전동기를 제어하는 경우 외란제거와 최적제어가 동시에 될 수 있는 PIB파라메터를 면역알고리즘을 통해 구하였다. 외란제거를 위해 $H{\infty}-norm$을 응용하여 제어시스템의 외란제거 조건들을 제시하고 이 조건들을 만족하는 전동기 제어용 PID제어기를 설계하였다. 설계된 PID제어기의 최적 파라메터를 구하기 위해 면역 알고리즘을 적용하였고 최적 파라메터를 평가하기 위하여 ITSE(Integral of time weighted squared error)성능지수를 이용하여 만족할 만한 결과를 얻었다.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.20
no.4
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pp.698-706
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2016
In order to move mobile robots to desired locations in a minimum time, optimal control problems have to be solved; however, their analytic solutions are almost impossible to obtain due to robot nonlinear equations. This paper presents a method to get optimal control gains of mobile robots using genetic algorithms. Since the optimal control gains of mobile robots depend on the initial conditions, the initial condition range is discretized to form some grid points, and genetic algorithms are applied to provide the optimal control gains for the corresponding grid points. The optimal control gains for general initial conditions may be obtained by use of neural networks. So the optimal control gains and the corresponding grid points are used to train neural networks. The trained neural networks can supply pseudo-optimal control gains. Finally simulation studies have been conducted to verify the effectiveness of the method presented in this paper.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.13
no.5
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pp.1029-1036
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2018
This paper is a study on the development of optimal control system for lighting and air conditioning equipment to save the energy in campus environment. In the case of controling system developed through this research, lighting and air conditioner are controlled by both information on the number of people entering and leaving the room through the motion sensor and image processing, and the information on temperature and humidity. In addition, energy saving is enabled by the results that are controlled through data integration monitoring and command execution functions according to the control signals.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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