• 제목/요약/키워드: 최적제어 설계

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최적제어 기법을 이용한 밸런싱 로봇 제어기의 설계 (Design of Balancing Robot Controller using Optimal Control Method)

  • 여희주;박훈
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권2호
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    • pp.190-196
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    • 2014
  • 본 논문에서는 밸런싱 로봇의 동역학적 모델의 해석으로부터 기울기와 조향이 독립되어 있어 서로 영향을 받지 않는 것을 증명하고, 다변수 시스템에 적합한 제어기로써 두 개의 최적 LQR 제어기 구조를 갖는 제어시스템을 제안하였다. 또한 제안한 제어시스템의 성능을 입증하기 위하여 밸런싱 로봇의 자세제어에 적용하여 모의실험과 실험을 수행하였고, PID 제어기와의 비교평가를 통하여 그 우수성을 검증하였다.

유전자 알고리즘과 콤플렉스법에 의한 직접구동형 서보밸브의 제어기 상수값 설계 (Controller Parameters Design of Direct Drive Servo Valve Using Genetic Algorithm and Complex Method)

  • 이성래
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권4호
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    • pp.475-481
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    • 2013
  • 직접구동형 서보밸브의 제어시스템은 비선형적이며 밸브스풀에 미치는 유체력의 영향은 매우 크고 부하압력의 크기에 좌우된다. 제어시스템의 설계요구조건을 만족시키기 위해, 제약직접탐색방법인 유전자 알고리즘과 콤플렉스법을 적절히 활용하여 진상-지상제어기 및 미분피드백제어기의 최적 상수값을 탐색하였다. 최적 제어기 상수값을 대입하여 제어시스템을 시뮬레이션한 결과 설계요구조건을 만족하였다.

강성최적설계법을 이용한 아웃리거 시스템의 거동특성 및 효율성 평가 (Structural Behavior Characteristics and Efficiency Evaluation of Outrigger System using Stiffness-Based Optimal Design Technique)

  • 김호수;이한주
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.123-130
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    • 2005
  • 본 연구에서는 횡하중을 받는 아웃리거 시스템의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 효율적인 강성최적설계기법을 제시하고 이를 이용하여 아웃리거 시스템의 거동특성 및 효율성을 평가하고자 한다. 이를 위해 아웃리거를 이용한 고층 구조물의 거동특성을 고려한 민감도 해석을 수행하며 아울러 수학적계획법의 일반성을 유지하면서도, 큰 규모의 문제도 효율적으로 다룰 수 있는 근사화 개념을 도입하여 구속조건식을 설정한다. 특히 초기에 주어진 단면형상이 최적설계 과정동안 계속 유지된다는 가정을 이용하여 부재재설계 기법을 개발한다. 제시된 정량적인 횡변위 제어 방안의 효용성을 검토하기 위해 네 가지 형태의 50층 고층구조물 예제가 고려된다.

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

  • 한종길
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.1133-1138
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    • 2012
  • 본 논문은 최적제어에 기초하여 비선형 슬라이딩 평면을 설계하는 것이다. 최적제어입력에 의한 상태 궤적을 Frobenius 정리와 matrix decomposition 방법에 의해 구하였고, 이 궤적을 시스템의 슬라이딩 평면으로 설정하였다. 상태는 초기부터 슬라이딩 평면을 유지하며, 그 결과 초기상태 단계로부터 전 영역까지 시스템의 강인성은 보장 받을 수 있으며, 도달시간 동안 발생 될 수 있는 불확실성과 외란의 영향을 제거되고, 큰 제어 입력의 문제도 해결할 수 있었다. 그리고 최적경로를 슬라이딩 평면으로 설정함으로 추적시간을 줄일 수 있었다. 역진자 시스템을 사용하여 그 타당성을 보인다.

탐침형 정보 저장 장치의 서보 시스템 설계 (Servo System Design of Probe Data Storage)

  • 민동기;홍승범
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2501-2503
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    • 2005
  • 탐침형 정보 저장 장치는 원자 현미경의 원리를 이용한 차세대 고밀도 저장장치로 여겨진다. 정보의 크기가 수십 나노미터 이하이므로 정밀한 위치 제어 알고리즘이 필수적이다. 본 논문에서는 별도의 위치 센서없이 복수개인 탐침을 이용하여 원하는 데이터 위치로 이동하는 servo algorithm, 정보 추종을 위한 tracking algorithm 및 위치 검출용 탐침의 수를 줄이고 최적 제어기 설계를 위한 노이즈 특성 안정화를 위한 servo code 설계법을 제안하고 제어기 설계법을 제안한다.

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공정시스템공학의 현황

  • 문일;이인범
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.63-67
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    • 1995
  • 이 글에서는 공정시스템공학의 주요 연구분야를 설명의 편리를 위해서 분류하였으나 실제로 그 경제가 확실치 않는 경우도 많다. 예를 들어 설계가 끝난 후 최적 운전을 연구하다 보면 설계를 다시 수정하는 것이 좋은 경우가 생긴다. 이 때에는 설계와 운전을 동시에 고려하여야 한다. 한편 설계, 제어, 운전이 유기적으로 통합되어 종합적인 관리 시스템으로 발전하게 될 것으로 전망되며, 이러한 공정시스템공학의 핵심기술은 환경, 에너지, 전자재료, 생물화공 등 많은 새로운 산업으로의 확대 적용도 기대되고 있다.

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절대안정도를 보장하는 최적 PID 제어기 설계에 관한 연구 (A Study on Optimal PID Controller Design Ensure the Absolute Stability)

  • 조준호
    • 융합정보논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.124-129
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    • 2021
  • 본 논문에서는 절대 안정도를 보장하는 최적의 제어기 설계에 대해 제안하였다. 논문의 적용 순서는 지연시간의 포함여부를 판단하고, 지연시간이 포함되었을 경우 Pade 근사법을 통해서 지연시간을 근사화 한다. 그 다음 공정모델과 제어기 전달함수에 대한 개루프 전달함수를 구하며, Routh-Hurwitz 판별법에 의해서 절대 안정도 구간을 계산한다. 마지막 단계에서는 앞 단계에서 구한 구간을 활용하여 유전자 알고리즘으로 최적의 PID 제어파라미터 값을 구한다. 그 결과 제안 된 방법은 안정성이 보장되며, 최적의 제어기를 설계하여 기존의 방법보다 성능 지표에서 우월함을 확인하였다. 향후 지연시간에 대한 보상방법이 연구된다면 더욱 좋은 성능지표를 얻을 것으로 판단된다.

제어봉구동장치의 고유진동수에 대한 민감도 해석

  • 김민규;김인용;우호길
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.909-914
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    • 1998
  • 제어봉구동장치는 원자력발전소에서 사용되는 기기로서, 가늘고 긴 수직 외팔보의 형상을 하고 있어 지진과 같은 동적하중에 취약한 구조를 갖고 있다. 따라서 발전소가 건설되는 지반의 다양한 지진하중에 대한 동적해석이 중요한 설계요건으로 되어 있다. 본 논문에서는 제어봉구동장치의 고유진동수를 제어하기 위한 기초연구로써 제어봉구동장치의 설계변경이 동적특성에 미치는 영향, 즉 고유진동수에 대한 설계 민감도 해석을 수행하였다. 해석 방법으로는 유한요소 프로그램의 구조 해석 결과에 변분법을 이용한 설계 민감도법을 사용하였다. 해석 결과는 유한차분에의한 결과와 일치함을 보였고, 제어봉구동장치의 초기설계 단계에서 유용한 정보로 활용할 수 있음을 확인하였다. 또한 이러한 결과는 최적설계 프로그램등과 연계되어 구조물의 설계 개선에 많은 도움을 줄 것으로 판단된다.

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Reed-Muller 전개식에 의한 3치 논리회로의 설계 (Design of Ternary Logic Circuits Based on Reed-Muller Expansions)

  • 성현경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.491-499
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    • 2007
  • 본 논문에서는 Reed-Muller 전개식에 의한 3치 논리 회로를 설계하는 한 가지 방법을 제시하였다. 제시된 3치 논리 회로의 설계 방법은 Reed-Muller 전개식의 계수에 대하여 모든 변수의 차수를 검사하여 RME 모듈(Reed-Muller Expansions module)의 수를 최소화하는 최적의 제어 입력 변수의 순서를 결정한다. 최적의 제어 입력 변수의 순서는 회로 비용 행렬의 계산에 사용되며, 이 회로 비용 행렬의 계산 결과를 이용하여 Reed-Muller 전개식에 의한 RME 모듈의 나무 구조의 3치 논리 회로를 설계한다. 제시된 방법은 최적 제어 입력 변수를 찾는데 유일하게 단위시간 내에 수행되며, 컴퓨터 프로그램이 가능하고, 프로그래밍 수행 시간이 $3^n$이다.

항공기용 터보제트 엔진의 실시간 선형모사와 터빈 입구온도 제어에 관한 연구 (A Study on Real Time Linear Simulation and Turbine Inlet Temperature Control of Aircraft Turbojet Engine)

  • 기자영;김석균;공창덕
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1996년도 제7회 학술강연회논문집
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    • pp.97-104
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    • 1996
  • DYGABCD 프로그램을 이용해 선형모델의 구성에 필요한 시스템 행렬을 구하고 최소자승법을 이용하여 실시간 선형모사를 행한 후 DYNGEN 프로그램을 이용한 비선형 모사와 비교하여 그 타당성을 입증하였다. 그리고 가제어성과 가안정성을 시험하여 시스템에 대해 제어기설계가 가능한지 확인하고 엔진의 성능과 직결되는 터빈입구 온도의 Overshoot 제어를 위해 고전적 제어기법인 PI제어기와 현대적 최적제어기법인 LQR 제어기를 설계하여 각각의 성능을 비교해 보았다.

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