• Title/Summary/Keyword: 최적제어 설계

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Necessary Conditions for Optimal Actuator and Sensor Locations for Suboptimal Control of Distributed Parameter Systems (연속계 제어시스템의 설계를 위한 구동장치와 측정장치의 최적위치 선정)

  • Cho, H. S.
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.6 no.2
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    • pp.191-195
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    • 1982
  • 연속계의 동적 시스템을 제어하고저 할 때에는 구동장치와 측정장치를 어느 위치에 두느냐에 따라 시스템의 제어 성능이 상당히 달라지기 때문에 위치선정 문제가 매우 중요한 설계변수의 하나이다. 본 연구에서는 일반 연속계의 제어시스템을 설계하고저 할 때를 고려하여, 그들의 최적 위치를 결정할 수 있는 조건식을 최적 제어 이론을 바탕으로 유도하였다.

Optimal Design of a Linear Structural Control System Considering Loading Uncertainties (하중의 불확실성을 고려한 선형구조제어 시스템의 최적설계)

  • Park, Won-Suk;Park, Kwan-Soon
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.15 no.2
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    • pp.1-9
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    • 2011
  • An optimal design method for a structural control system considering load variations due to their uncertain characteristics is studied in this paper. The conventional design problem for a control system generally deals with the optimization problem of a structural control system and interaction between the structure and the control device. This study deals with the optimization problem of a load-structure-control system and the more complicated interactions with each other. The problem of finding the load that maximizes the structural responses and the structural control system that minimizes the responses simultaneously is formulated as the min-max problem. In order to effectively obtain the optimal design variables, a co-evolutionary algorithm is adopted and, as a result, an optimal design procedure for the linear structural control system with uncertain dynamic characteristics is proposed. The example design and simulated results of an earthquake excited structure validates the proposed method.

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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Design of Optimized Fuzzy Cascade Controller Based on Partical Swarm Optimization for Ball & Beam System (볼빔 시스템에 대한 Partical Swarm Optimization을 이용한 최적 퍼지 cascade 제어기 설계)

  • Jang, Han-Jong;Choi, Jeoung-Nae;Oh, Sung-Kwun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.55-56
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    • 2008
  • 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.

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An Optimal COG Defuzzifier Design Using Lamarckian Co-adaptation (라마키안 상호 적응에 의한 최적 COG 비퍼지화기 설계)

  • 김대진;이한별
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.390-396
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    • 1998
  • 본 논문은 퍼지 논리 제어기(FLC)의 근사화 능력과 제어 성능을 동시에 향상시키는 정확한 무게 중심(Center Of Gravity; COG) 비퍼지화기를 제안한다. 본 논문은 비퍼지화 과정이 최적 선택의 한 과정이며 비퍼지화 방법의 적절한 선택이다. 제안한 COG 비퍼지화기의 정확성은 출력 소속 함수를 여러 개의 설계 파라메터(중신, 폭, 변경자(modifier))로 나타내고 이들 설계 파라메터들을 학습과 진화의 Lamarckian 상호 적응에 의하여 갱신함으로써 얻어진다. 이러한 학습과 진화의 상호 적응은 학습하지 않는 경우 보다 빠르게 최적 COG 비퍼지화기를 얻도록 하며, 보다 넓은 범위의 탐색으로최적해를 찾을 가능성을 높여 준다. 제안한 설계 방법은 목적 함수의 가중치를 조절하여 높은 근사화 능력, 높은 제어 성능, 또는 이들간의 균형된 성능을 갖는 다양한 특정 응용형(Application-specific)COG 비퍼지화기를 제공한다. 제안한 상호적응 COG 비퍼지화기의 설계방법을 트럭 후진 주차 제어 문제에 적용하여, 각각 시스템 오차와 평균 추적 거리로 나타내어진 근사화 능력과 제어 성능을 기존의 COG 비퍼지화기와 비교한다.

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Simultaneous Optimum Design of Hybrid Structural Control System (복합구조제어시스템의 동시최적설계)

  • 박관순;고현무
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.6 no.5
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    • pp.37-43
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    • 2002
  • In this paper, an integrated optimum design method for hybrid structural control system is studied. Not only the distribution and the capacity of passive devices but also those of active devices, and the controllers are treated as design variables in the proposed approach. Multi-objective optimization problem is formulated by using the preference function, which is newly defined in this study. Genetic algorithm is adopted as a numerical searching technique in order to simultaneously find the optimum solutions. The validity of the proposed method is verified through the example designs and the numerical simulations of an earthquake excited multi-degrees-of-freedom structure.

Simultaneous Optimum Design of Structural and Control Systems for Truss Structure with Collocated Sensors and Actuators (센서/액츄에이터 콜로케이션을 이용한 트러스 구조물에 대한 구조계와 제어계의 동시 최적설계)

  • Tada, Yukio;Park, Jung-Hyen
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.16 no.11
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    • pp.133-138
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    • 1999
  • 3차원 트러스 구조물을 설계대상으로, 구조계와 제어계의 동시최적설계문제에 대하여 고찰하였다. 구조 설계에대한 최소중량설계와 제어 설계에대한 외란 억제문제를 설계목적으로 고려하였다. 그리고, 본연구의 유용성을 입증하기위한 수치 시뮬레이션의 결과를 기술하였다.

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A Method on Design of Robust Control System (견실 제어계의 설계법에 관한 연구)

  • 이상욱;홍순일;손의식
    • Proceedings of the Korea Institute of Convergence Signal Processing
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    • 2000.08a
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    • pp.125-128
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    • 2000
  • 가상적인 검출잡음을 가정하고 칼만 필타(Kalman Filter)를 고려하여 근사적 최적 레귤레이터의 특성에 가깝게 함으로써 견실 안정성을 회복할 수 있는 제어 시스템의 설계에 관하여 검토한다. 본 연구에서는 관측기를 이용한 최적 레귤레이터 계에 적분기를 결합한 견실제어계의 설계법을 나타내고 견실성을 회복할 수 있는 제어기의 파라미터 설정법을 나타낸다. 제어대상의 파라미터 변동에 의해서 생기는 등가인 외란을 억제하고 과도특성이 변하지 않는 제어 시스템을 모델 매칭의 원리에 기초하여 설계한다.

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Integrated Optimal Design of Hybrid Structural Control System using Multi-Stage Goal Programming Technique (다단계 목표계획법을 이용한 복합구조제어시스템의 통합최적설계)

  • 박관순;고현무;옥승용
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.5
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    • pp.93-102
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    • 2003
  • An optimal design method for hybrid structural control system of building structures subject to earthquake excitation is presented in this paper. Designing a hybrid structural control system may be defined as a process that optimizes the capacities and configuration of passive and active control systems as well as structural members. The optimal design proceeds by formulating the optimization problem via a multi-stage goal programming technique and, then, by finding reasonable solution to the optimization problem by means of a goal-updating genetic algorithm. In the multi-stage goal programming, design targets(or goals) are at first selected too correspond too several stages and the objective function is th n defined as the sum of the normalized distances between these design goals and each of the physical values, that is, the inter-story drifts and the capacities of the control system. Finally, the goal-updating genetic algorithm searches for optimal solutions satisfying each stage of design goals and, if a solution exists, the levels of design goals are consecutively updated to approach the global optimal solution closest too the higher level of desired goals. The process of the integrated optimization design is illustrated by a numerical simulation of a nine-story building structure subject to earthquake excitation. The effectiveness of the proposed method is demonstrated by comparing the optimally designed results with those of a hybrid structural control system where structural members, passive and active control systems are uniformly distributed.

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.