• Title/Summary/Keyword: 최적제어

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Optimal Control of Electrohydraulic Actuator System (전기유압식 액튜에이터의 최적제어)

  • Chang, Pyung Hoon;Cho, Sun-Whi
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.1 no.3
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    • pp.131-140
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    • 1977
  • 전기유압식 액튜에이터의 시간영역내에서의 성능을 향상시키기 위해서 최적제어이론을 적용하였다. 계통의 정량적인 성능을 이차성능지수로 표시햐였다. 유압 액튜에이터와 밸브의 선형적인 전달특성을 이용해서 계통의 상태방정식을 세우고 리카티 방정식의 해를 컴퓨터로 구해서 계통의 최적입력을 결정하였다. 이상과 같이 만들어진 최적제어계통의 변위, 속도, 가속도의 과도응답을 구하기 위해서 아날로그 컴퓨터를 사용하고 그 응답과 P.W.M. 계통의 응답을 비교한 결과, 최적제어계통이 더욱 빠르고 안정된 응답을 나타냄을 알았다. 그 비교를 구체적이고 정량적으로 행하기 위해서 성능지수곡선을 구해서 비교한 결과 그 성능지수의 척도로 볼때 최적제어계통이 P.W.M. 계통보다 약 35% 까지 우수하다는 결론을 얻었다.

Optimization of Active Tendon Controlled Structures by Efficient Solution of LQR Control Gain (LQR 제어이득의 효율적 산정에 의한 능동텐던 구조물의 최적화)

  • Cho, Chang-Geun;Kyun, Jun-Myong;Jung, In-Kju;Park, Moon-Ho
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.8 no.4
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    • pp.73-80
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    • 2008
  • The objective of current study is to develop an optimization technique for the seismic actively controlled building structures using active tendon devices by an efficient solution of LQR control gain. In order to solve the active control system, the Ricatti closed-loop algorithm has been applied, and the state vector has been formulated by the transfer matrix and solved by a numerical technique of the trapezoidal rule. The time-delay problem has been also considered by phase compensation. To optimize the performance index, the ratio of the weighted matrix is the design variable, allowable story drift limits of IBC 2000 and tendon forces have been applied as restraint conditions, and the optimum control program has been developed with the algorithm of the SUMT technique. In examples of the optimization problem of eight stories shear buildings, it is evaluated that the optimum controlled building is more suitable in the control of earthquake response than the uncontrolled system and can reduce the performance index to compare with the controlled system with a constant ratio of the weighted matrix.

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A Design of Global Optimal Sliding Mode Controller for Discrete-Time Linear Systems (이산시간 선형 시스템에 대한 전역 최적 슬라이딩 제어기 설계)

  • Lee, Jae-Young;Park, Jin-Bae;Choi, Yoon-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.10b
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    • pp.435-436
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    • 2008
  • 본 논문에서는 궤적이 슬라이딩 평면 밖에 있는 경우에 대해서도 LQ 성능을 보장하는 최적 슬라이딩 모드 제어기 설계 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방법에서는 슬라이딩 평면상에 있을 경우뿐만 아니라 슬라이딩 평면 밖에서도 LQ 성능을 보장하기 위해 최적 슬라이딩 평면을 이용하며 제어기에 슬라이딩 변수에 선형적으로 의존하는 항을 추가한다. 또한 제어기의 강인성을 위해 본 논문에서 제안된 새로운 외란 추정기법을 제어기와 결합한다. 마지막으로 컴퓨터 모의 실험을 통해 본 논문에서 제안한 제어기 설계 방법의 효율성을 검증하고자 한다.

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Fuzzy Controller Design for the Bilinear System (쌍선형 시스템의 퍼지 제어기 개발)

  • 이상혁;김주식
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2000.11a
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    • pp.213-219
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    • 2000
  • 본 논문에서는 쌍선형 시스템에 대한 퍼지 제어 기법을 제안하였다. 쌍선형 시스템은 비선형 시스템의 특별한 형태로서, 상태 변수와 입력변수가 곱해진 항 때문에 시스템을 제어하기가 용이하지 않다. 이러한 비선형 때문에 기존의 제어기법을 적용하여도 원하는 성능을 얻기가 쉽지 않다. 또한 쌍선형 시스템을 선형 시스템에 근사화 시켜서 최적해를 구하기 위한 반복적 방법을 이용한 최적제어기법 역시 제안되었으나 이 결과 또한 제한된 시스템에 대하여만 적용이 가능하고 많은 연산이 큰 부담으로 작용한다. 따라서 쌍선형 시스템에 대한 제어기 설계는 활발한 연구결과에도 불구하고 용이하지 않다. 따라서 본 논문에서는 비선형에 대한 적당한 보상을 퍼지제어 기법을 통하여 제공 하므로서 쌍선형 시스템의 제어 문제를 해결하였다. 또한 설계된 제어기를 모의 실험을 통하여 원하는 성능을 얻을 수 있음을 보였고 기존의 반복적 방법을 통한 최적제어 기법과 비교하였다.

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유도전동기 속도 제어 시스템에서의 이득 설계

  • 전태원
    • 전기의세계
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    • v.36 no.9
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    • pp.658-664
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    • 1987
  • 최적이득을 구하는 해석적인 방식으로 안정여유에 의한 최적화방식과 공액경사법에 의한 최적화방식을 살펴보았으며, 두방식을 비교해 보면 몇몇 문제점이 존재하나 다음의 몇가지 점에서 공액경사법에 의한 최적화방식이 더 우수하다는 것을 알 수 있다. 1) 제어루우프내의 제어기 수에 관계없이 이 방식을 쉽게 적용할 수 있다. 2) 시스템을 수식으로 모델링할 때 거의 간략화함이 없이 표현하므로 실제 시스템과의 오차를 줄일 수 있다. 3) 평가함수 내의 가중치를 조정하여 원하는 과도응답을 가지는 최적이득으로 유도할 수 있다. 공액경사법에 의한 최적화방식은 벡터제어나 전류제어PWM등 보다 복잡한 제어루우프에도 쉽게 적용시킬 수 있으며 직류기 및 서보전동기의 속도 및 위치 제어시스템에도 적용이 가능하다.

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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.

퍼지제어 시스템을 위한 마이크로컴퓨터 지원설계

  • 주해호;이재원;박창선
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.187-191
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    • 1992
  • 본 연구에서 퍼지제어 시스템 설계를 위한 마이크로 컴퓨터 지원 설계 기법과 프로그램 FCS 를 개발하였다. 이 프로그램은 IBM-PC 호환기종 (80386,804860) 에 사용되는 Turbo-C 언어를 사용하였고, Borland C $^{++}$ 2.0 컴파일러를 사용하였다. 제어시스템의 각 요소를 모듈화 하여 동특성을 차분 방정식으로 표시하여 사용자가 쉽게 대치할 수 있도록 서브루틴화 하였다. 퍼지제어 규칙의 최적조건, 퍼지 입출력 변수의 최적조건, D/A 및 A/D 변환기의 최적 비트수, 최적 샘플링 시간을 결정 할 수 있다. 공기예열 시스템을 예로서 이 프로그램을 이용하여 설계하였다.

Experimental Study on Optimal Operation Strategies for Energy Saving in Building Central Cooling System (건물 중앙냉방시스템의 에너지절감을 위한 최적운전 방안에 관한 실험적 연구)

  • Hwang, Jin-Won;Ahn, Byung-Cheon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.14 no.9
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    • pp.4610-4615
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    • 2013
  • In this study, optimal operation strategies to save the electric energy and power price in the building central cooling system is researched by experiments. The optimal strategies of demand response control and outdoor temperature reset control algorithms are applied by consideration the electric energy and power price according to the energy consumption characteristics. The suggested optimal control method shows better responses in the power price and energy consumption in comparison with the conventional one and saves energy consumption by 9.5% and electronic price by 15.7%, respectively.

Optimal Design of a Hybrid Structural Control System using a Self-Adaptive Harmony Search Algorithm (자가적응 화음탐색 알고리즘을 이용한 복합형 최적 구조제어 시스템 설계)

  • Park, Wonsuk
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.31 no.6
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    • pp.301-308
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    • 2018
  • This paper presents an optimal design method of a hybrid structural control system considering multi-hazard. Unlike a typical structural control system in which one system is designed for one specific type of hazard, a simultaneous optimal design method for both active and passive control systems is proposed for the mitigation of seismic and wind induced vibration responses of structures. As a numerical example, an optimal design problem is illustrated for a hybrid mass damper(HMD) and 30 viscous dampers which are installed on a 30 story building structure. In order to solve the optimization problem, a self-adaptive Harmony Search(HS) algorithm is adopted. Harmony Search algorithm is one of the meta-heuristic evolutionary methods for the global optimization, which mimics the human player's tuning process of musical instruments. A self-adaptive, dynamic parameter adjustment algorithm is also utilized for the purpose of broad search and fast convergence. The optimization results shows that the performance and effectiveness of the proposed system is superior with respect to a reference hybrid system in which the active and passive systems are independently optimized.

On the near optimal composite regulator problem for the large scale linear time invariant system using matrix sign function (행렬 부호 함수를 이용한 대규모 선형 시불변 계통의 준최적 합성 제어기의 설계에 관한 연구)

  • 천희영;박귀택;이동기
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 1986.10a
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    • pp.566-570
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    • 1986
  • 본 논문의 목적은 대규모 선형 시불변 계통에 대한 합성 제어기의 설계에 관한 새로운 방법을 제시하기 위한 것이다. 주어진 계통을 행렬 부호 함수를 이용하여 그 고유치의 크기에 따라 블럭 대각 분해하고 각부 계통에 대한 최적 제어기 및 전체계통에 대한 준최적 합성 제어기를 설계한다. 이 방법은 주어진 계통의 고유치를 미리 알 필요가 없으며 계통의 블력 분해 과정에서 Riccati 방정식및 Lyapunov 방정식의 해를 구할 필요가 없고 특이섭등 기법이나 Two time scale seperation 방법에서의 제약조건에 관계없이 광범위하게 적용되는 장점이 있다.

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