• Title/Summary/Keyword: 최적제어 설계

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Design of Optimized Multi-Fuzzy Controller for Air Conditioning System (에어컨 시스템에 대한 최적화된 Multi-Fuzzy 제어기 설계)

  • Jeong, Seung-Hyeon;Choe, Jeong-Nae;O, Seong-Gwon;Kim, Hyeon-Gi
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.374-377
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    • 2006
  • 본 논문은 에어컨 시스템의 효율성과 안정성에 기초하여, 과열도와 저압을 제어하는 Fuzzy 제어기 설계를 제안한다. 에어컨 시스템은 Compressor(압축기), Condenser(응축기), Evaporator(증발기), Expansion Valve(확장 밸브) 로 구성되며, 각각의 기기에 대한 제어가 독립적으로 이루어져 있다. 기존의 제어가 한 제어기를 사용한 단일방식으로 이루어지다보니 에어컨 시스템의 특성인 냉매의 상태가 달라지면 시스템 전반적으로 그 영향이 파급되는 부분까지 고려를 해 주지 못하고, 제어기의 성능이 효율적이고 안정적이지 못했다. 본 논문에서는 에어컨 시스템의 효율과 안정도에 결정적인 영향을 미치는 과열도와 저압(증발기의 압력)을 제어하기 위해, 비선형성이 강하고 불확실하며 복잡한 시스템을 쉽게 제어할 수 있는 Fuzzy 제어기를 구성하여, Expansion Valve 와 Compressor 에서 동시에 제어하는 Multi 제어기를 설계한다. 제안된 Fuzzy 제어기는 이산형 lookup_table 방식과 연속형 간략추론 방식을 사용하여 제어기를 설계하고, 유전자 알고리즘(GAs)을 이용하여 최적의 Fuzzy 제어기의 환산계수를 구한다. 그리고 시뮬레이션 결과를 통해 이산형 lookup_table 방식과 연속형 간략추론 방식의 각각의 제어기를 사용한 결과를 비교한다.

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Optimal Output Tracking Control Simulation for Thrust Control of an Open-cycle Liquid Propellant Rocket Engine (개방형 액체로켓엔진의 추력제어를 위한 최적출력 추종제어 시뮬레이션)

  • Cha, Jihyoung;Cho, Woosung;Ko, Sangho
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.24 no.2
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    • pp.52-60
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    • 2020
  • This paper deals with an optimal output tracking control for open-cycle liquid propellant rocket engine. For this purpose, we modeled simplified mathematical model of open-cycle liquid propellant rocket engine and designed optimal output feedback control system using combustion chamber pressure. For design the closed-loop system of open-cycle liquid propellant rocket engine, we designed optimal output feedback linear quadratic tracking control system using the linearized model and demonstrated the performance of the controller through numerical simulation.

A Study on the Optimum Design of SUV Rear Spoiler (SUV 차량 리어 스포일러 최적 형상에 관한 연구)

  • Park, Dong-Kyou
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.2
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    • pp.689-694
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    • 2018
  • Recently, fuel consumption efficiency has become the most important issue in the vehicle development process due to the problem of environmental pollution. The air flow patterns of the vehicle body line and rear part are the most important elements affecting the fuel consumption efficiency. Especially, the airflow pattern of the vehicle rear part is the most important design factor to be considered in rear spoiler design. In this paper, the control factors affecting the airflow of the rear spoiler are determined, the airflow sensitivity of these control factors are tested and, then, the optimized control factors to reduce the airflow drag force are proposed. The model of optimized control factors is tested and the values of the optimized control factors are changed by analyzing the S/N ratio and mean value. Finally, the new modified model incorporating the optimized control factors is tested in an air flow tunnel and its ability to decrease the air drag and reduce the cost is verified.

Observer Theory Applied to the Optimal Control of Xenon Concentration in a Nuclear Reactor (옵저버 이론의 원자로 지논 농도 최적제어에의 응용)

  • Woo, Hae-Seuk;Cho, Nam-Zin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.21 no.2
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    • pp.99-110
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    • 1989
  • The optimal control of xenon concentration in a nuclear reactor is posed as a linear quadratic regulator problem with state feedback control. Since it is not possible to measure the state variables such as xenon and iodine concentrations directly, implementation of the optimal state feedback control law requires estimation of the unmeasurable state variables. The estimation method used is based on the Luenberger observer. The set of the reactor kinetics equations is a stiff system. This singularly perturbed system arises from the interaction of slow dynamic modes (iodine and xenon concentrations) and fast dynamic modes (neutron flux, fuel and coolant temperatures). The singular perturbation technique is used to overcome this stiffness problem. The observer-based controller of the original system is effected by separate design of the observer and controller of the reduced subsystem and the fast subsystem. In particular, since in the reactor kinetics control problem analyzed in the study the fast mode dies out quickly, we need only design the observer for the reduced slow subsystem. The results of the test problems demonstrated that the state feedback control of the xenon oscillation can be accomplished efficiently and without sacrificing accuracy by using the observer combined with the singular perturbation method.

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Structure-Control Combined Optimal Design with S/A Collocation (센서/엑츄에이터 배치를 고려한 구조-제어 통합최적설계)

  • Park, J.H.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.8 no.1
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    • pp.69-74
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    • 2004
  • A structure-control combined optimal design problem is discussed taking a 3-D truss structure as a design object. We use descriptor forms for a controlled object and a generalized plant because the structural parameters appear naturally in these forms. We consider not only minimum weight design problem for structure system, but also suppression problem of the effect of disturbances for control system as the purpose of the design. A numerical example shows the validity of combined optimal design of structure and control systems. We also consider the validity of sensor-actuator collocation for control system design in this paper.

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Vibration Control of a Robot Manipulator with a Parallel Drive Mechanism (평행구동방식 로봇 조작기의 진동제어)

  • 최승철;하영균;박영필
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.6
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    • pp.2015-2025
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    • 1991
  • A long and light-weight forearm of the vertical 2 DOF robot manipulator with a heavy payload driven by parallel drive mechanism is modelled as a Euler-Bernoulli beam with a tip mass subjected to a high speed rotation. Governing equation is obtained by Hamilton's principle and represented as state variable form using the perturbed variables which describe the perturbed errors at the manipulator's final configuration. Digitial optimal control and observer theory are used to suppress the forearm vibration and control the positions of the joint angles with measured/estimated state feedback. Computer simulations and experimental results are obtained and compared each other.

Optimum Design of Truss Structures with Pretension Considering Bucking Constraint (프리텐션을 받는 트러스 구조물의 좌굴을 고려한 최적설계)

  • Kim, Yeon-Tae;Kim, Dae-Hwan;Lee, Jae-Hong
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.22 no.2
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    • pp.197-208
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    • 2010
  • An under-tension system is frequently employed for large-span structures to reduce the deflection and member size. In this study, a microgenetic algorithm was used to find the optimum cross-section of truss structures with an undertension cable under transverse loading. Maximum deflection, allowable stress, and buckling were considered constraints. The proposed approach was verified using a 10-bar truss sample that shows good agreement with the previous results. In the numerical results, minimum-weight design of the under-tension structure was performed for various magnitudes of pretension.

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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A Study on the CAM Designed by Adopting Best-Match Method using Parallel Processing Architecture (병렬 처리 구조를 이용한 최적 정합 방식 CAM 설계에 관한 연구)

  • 김상복;박노경;차균현
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.19 no.6
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    • pp.1056-1063
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    • 1994
  • In this paper a content addressable memory (CAM) is designed by adopting best-match method. It has a single processing element(PE) architecture with high computational efficiency and throughput. It is composed of three main functional blocks(input MUX, best-match CAM, control part). It support fully parallel processing. Logic simulation is completed by using QUICKSIM, Circuit simulation is performanced by using HSPICE. Its layout is based on the ETRI 3 m n-well process design rules. Its maximum operating frequency is 20 MHz.

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Design of a hybrid fuzzy controller with the optimal auto-tuning method (최적 자동동조 방법에 의한 하이브리드 퍼지제어기의 설계)

  • Oh, Sung-Kwun;Ahn, Tae-Chon;Hwang, Hyung-Soo;Park, Jong-Jin;U, Gwang-Bang
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.1 no.1
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    • pp.63-70
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    • 1995
  • 퍼지논리제어기는 산업응용에 광범위하게 연구되고 있으며, 계속적으로 사용되고 있다. 그러나 퍼지집합의 조정을 통해 최적규칙을 구축하기 위하여, 시행착오에 의한 매우 능숙한 기술이 요구된다. 이 논문에서는 첫째로, 퍼지논리제어기와 기존의 PID 제어기로 구성된 하이브리드 퍼지제어기를 제안한다. 즉, 시스템의 제어 입력은 퍼지변수로서, 과도상태에서의 FLC출력과 정상상태에서의 PID 출력의 컨벡스(convex) 결합이다. 둘째로, 간략추론법과 개선된 컴플렉스방법을 이용한 강력한 자동동조알고리즘이 퍼지논리제어기의 성능을 자동적으로 개선하기 위하여 사용된다. 이방법은 오차변화율및 제어출력의 제한조건에 의하여, 언어제어규칙, 퍼지계수(scaling factor), PID계수, 하이브리드 퍼지논리제어기의 하중계수의 최적값을 자동적으로 추정한다. 시뮬레이션은 시간지연 플랜트및 하수처리시스템의 활성오니공정과 같은 비선형 플랜트에서 실행되고, 시스템의 성능은 평가지수 ITAE로 평가된다.

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