• 제목/요약/키워드: 최적제어 설계

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최적제어이론에 의한 원자로 제어봉속도의 설계 (The Control Rod Speed Design for the Nuclear Reactor Power Control Using Optimal Control Theory)

  • Lee, Yoon-Joon
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제26권4호
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    • pp.536-547
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    • 1994
  • 본 논문에서는 최적제어기법을 이용한 원자로 출력 제어시스템을 다루었다. 시스템 변수들을 상태변수로 표시하면 관측치 뿐만 아니라 시스템 내부의 모든 상태변수를 동시에 다룰 수 있으므로 설계의 자유도가 증가될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 원자로의 동특성식과 열수력학적 에너지 평형식을 사용하여 원자로를 모델링한 후 이를 상태변수로 나타내었다. 다음으로는 LQR 및 LQG 시스템을 설계하여 제어봉 및 출력의 거동을 동시에 만족시킬 수 있는 설계조건을 결정하였다. 또한 서보 시스템의 설계를 위해 보통의 휘드백 시스템과 차수를 증가시킨 레귤레이팅 시스템을 만들어 비교하였으며 그 결과 증가차수 레귤레이팅 시스템이 보통의 휘드백 시스템에 비해 우수한 제어 특성이 있음을 알 수 있었다.

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유전자 알고리즘을 이용한 최적의 퍼지제어기 설계방식 (Optimal Fuzzy Controller Design Method using the Genetic Algorithm)

  • 손동설;이용구;엄기환
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.363-371
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    • 1999
  • 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용한 최적의 퍼지 제어기 설계에 대한 방식을 제안한다. 제안하는 방식은 최적화 문제에 매우 효과적인 유전자 알고리즘을 이용하여 퍼지 제어기의 퍼지규칙, 입ㆍ출력 스케일링 펙터를 결정하는 방식이다. 서보 시스템에 적합한 퍼지 규칙은 퍼지 제어기의 성능지표인 적합도 함수를 사용한다. 제안된 제어 방식의 유용성을 확인하기 위하여 단일 링크 매니퓰레이터를 제어 대상으로 시뮬레이션 및 실험을 하여 일반적인 퍼지 제어 방식과 제어 성능 및 특성을 비교 검토한다.

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Takagi-Sugeno 퍼지 모델로 표현된 비선형 시스템의 최적 퍼지 제어 (Optimal Fuzzy Control of Nonlinear Systems Described by Takagi-Sugeno Fuzzy Model)

  • 박연묵;박주영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 G
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    • pp.2853-2855
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    • 1999
  • 본 논문은 TS(Takagi-Sugeno) 퍼지 모델로 표현된 비선형 시스템의 최적 퍼지 제어에 관한 새로운 설계 방법론을 제시하며, 최적 TS 퍼지 제어기의 매개 변수들을 설정하는 문제가 선형 행렬 부등식 문제로 표현될 수 있음을 보인다.

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도시침수 저감을 위한 최적 우수관망 설계 모형 (An Optimal Sewer Layout Model to Reduce Urban Inundation)

  • 이정호;김중훈;전환돈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권10호
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    • pp.777-786
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    • 2011
  • 우수관망의 최적 설계에 관한 기존의 연구 모형들은 설계강우에 대하여 관거의 연결, 관경 및 관 경사 등을 최소의 비용을 목적으로 최적화하여 왔다. 그런데 우수관망에서의 관거 내의 흐름은 관경, 관 경사와 특히 관망의 구성 형태에 따라서크게달라진다. 기존의최적우수관망설계모형들은설계유량을만족시키는것에국한되었으며, 설계기준을초과하는 강우에 따른 침수의 발생은 관망의 설계에 어떠한 고려도 되지 않았다. 본 연구에서는 우수관망을 구성함에 있어서 관거 내 흐름을 분산시키고 제어함을 목적으로 한다. 이것은 관망 구성에 따른 관거 내 흐름의 중첩효과를 제어함으로써 가능하며, 이러한 흐름의 제어를 통하여 설계기준을 초과하는 강우에 대해서 우수관망에서의 내수침수 발생은 저감될 수 있다. 본 연구에의 최적 우수관망 설계 모형(Optimal Sewer Layout Model, OSLM)은 내수침수 발생을 저감시키기 위해 흐름의 중첩효과를 고려하여 관거 내 흐름을 분산시키고 제어하기 위하여 개발되었다. 이 모형은 최적화를 위하여 유전자알고리즘(Genetic Algorithm, GA)를 이용하였으며, 수리학적 분석을 위하여 SWMM(Storm Water Management Model)을 연계하였다. 모형의 적용은 유역면적 44 ha의 서울시 하계 배수분구에 이루어졌으며, 현재의 우수관망 구성에 대하여 도출된 최적 우수관망에서는 지속기간 30분의 설계강우에 대하여 7.1%의 유출구 첨두유출량 감소와 20년 빈도의 지속기간 1시간 초과강우에 대하여 24.2%의 침수 발생량 저감 효과를 나타내었다.

BLDC모터 최적 제어를 위한 Lead Angle Auto Tuning 기법 (Lead Angle Auto Tuning Technique for Optimal Control of BLDC Motor)

  • 안성국;차한주
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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    • pp.399-400
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    • 2020
  • 본 논문은 Sensored BLDC 모터의 제어방법을 설명하고, 효율적인 최적 제어를 하기위해 Lead Angle 제어를 하는 방법에 대하여 설명하였다. Lead Angle 값을 실시간 Auto Tuning 하는 기법을 설계 및 구현하였다. 실제 Microchip 사의 DSC를 사용하여 Software로 동작을 구현하였으며, PWM 스위칭 하기 위한 반도체 소자는 IGBT 모듈인 IPM을 사용하여 BLDC 모터의 구동회로인 인버터를 구성하였다. 실제 사용하는 400W급 BLDC 모터를 사용하여 Lead Angle 제어와 Auto Tuning 실험결과를 비교 검증하였다.

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피드백 선형화를 이용한 비선형 시스템에 대한 최적 제어 (The optimal control for a nonlinear system using the feedback linearization)

  • 이종용;이원석
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제42권3호
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    • pp.25-30
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    • 2005
  • 대부분의 경우, 비선형 최적 제어 문제는 헤밀톤-야코비 방정식(Hamilton-Jacobi equations)을 풀어야하는데, HJEs는 해석적으로 답을 구하기가 매우 어렵다. 그래서 이러한 어려움은 비선형 시스템에 피드백 선형화를 적용하여, 선형화된 시스템을 얻고, 선형화된 선형 시스템에 대한 최적 제어 문제를 고려하게 되었다. 본 논문에서는 간단한 비선형 시스템의 예에 최적 제어 설계 기법과 피드백 선형화 제어기, 선형 제어기를 적용하여, 최적 성능을 평가함으로서, 피드백 선형화 최적 제어가 적용되는 비선형 시스템의 조건을 제시한다.

호모토피 알고리즘을 이용한 Successive Backward Sweep 최적제어 알고리즘 설계 및 궤도전이 문제에의 적용 (Successive Backward Sweep Method for Orbit Transfer Augmented with Homotopy Algorithm)

  • 조동현;김승필
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권7호
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    • pp.620-628
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    • 2016
  • 호모토피 알고리즘은 비선형성이 강하거나 다수의 최적해가 존재하는 비선형 최적제어 문제에서 점진적으로 비선형 항으로 고려하게 해줌으로써 강건하게 전역의 최적해를 구할 수 있는 방법이다. 본 논문에서는 초기 추정치에 둔감한 SBS 알고리즘과 호모토피 알고리즘을 결합한 비선형 최적제어 알고리즘을 제시하였다. 이러한 접근방식은 저추력 궤적최적화 문제와 같이 비선형성이 강한 문제의 최적해를 구하는데 효과적이다. 또한, 비선형성이 강한 문제들은 종종 다수 국소 해가 존재하게 되는데, 이러한 경우에 SBS-호모토피 방법은 점진적으로 전역해를 찾는 것을 가능하게 한다.

반응표면분석법을 이용한 퍼지제어기 설계 (Design of a Fuzzy Logic Controller Using Response Surface Methodology)

  • 이세헌
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.591-597
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    • 1999
  • 플랜트 모델이나 경허에 근거하여 설계된 퍼지제어기를 실제 플랜트에 적용할 경우 무델링 오차와 플랜트에 대한 관련지식의 부족으로 만족할 만한 제어결과를 나타내지 못할 경우가 있다. 이 경우 제어성능을 향상시키기 위해 제어기의 제어인자를 다시 조정하여야 하고 이조정과정은 시행착오방법으로 수행되기 때문에 많은 시간과 비용을 필요로한다. 이런문제점을 해결하기 위해 본연구에서는 반응표면분석법을 이용하여 퍼지제어기를 설계한, 체계적이고 효과적인 방법을 제안한다. 첫단계에서는 모델링 모차를 포함하고 있는 기준 플랜트 모델에 대해 최적화 알고리즘을 이용하여 제어인자의 초기 최적조건을 결정한다. 다음 단계에선 반응표면분석법을 이용하여 제어인자의 최종 최적조건을 결정한다. 제안된 방법의 타당성을 보이기 위해 모의실험을 수행하였다.

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아핀 집합의 특성을 이용한 변형된 PID 제어기의 최적 동조 (Optimum Tuning of Modified PID Controller using Properties of the Affine Set)

  • 김창현;임동균;서병설
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제42권6호
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    • pp.15-22
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    • 2005
  • 본 논문에서는 PID 제어기와 PI-PD 제어기 사이의 관계를 분석하여 이 두 제어기의 affine 집합을 구성하는 PID 제어기의 변형된 형태인 PID-PD 제어기와 그 동조 방법을 새롭게 제안한다. 제안된 설계 방법은 PID와 PI-PD 제어기를 이용한 전체 폐루프 시스템인 시간 응답을 경계로 그 사이의 응답을 보이도록 설계할 수 있다. 그 동조 방법으로 특정한 가격함수를 선정하여 이를 최소화하는 최적 동조법을 적용하여 제어를 설계하였다. 제안된 제어기의 유용성을 사례 연구와 분석을 통해 검토했다.

전기 유압 서어보 시스템의 퍼지제어 (Fuzzy Controlfor An Electro-Hydrautic Servo System)

  • 주해호;이재원;장우석
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.533-538
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    • 1993
  • 본 논문에서는 퍼지제어 이론을 적용한 전지 유압 속도제어 시스템을 설계하였다, 최적의 퍼지 추론법을 유도하기 위해서 시뮬레이션 프로그램을 개발하여 최적의 샘플링 시간, A/D 및 D/A 변환기의 비트수를 결정하였고, 퍼지 입출력 변수의 형태, 퍼지 관계 행렬의 크기, 비퍼지화 방법 등을 시뮬레이션화하여 최적의 제어조건을 결정하였다, 전기유압 서어보 시스템에 적합한 퍼지 알고리즘은 Lsrsen 추론법, 비퍼지화 방법으로는 무게중심ㅂ버, 9*9 퍼지관계 행렬, 등간격의 삼각형 입출력 변수, 오차의 퍼지집합 및 오차 변화분의 퍼지집합이 각각 40과 5 일때 제어가 가장 잘 되었다. PID 제어방법과 비교할 때 퍼지제어가 우수한 성능을 보였으며,시스템의 등록성이 변할 때도 퍼지제어가 PID 제어 보다 적응이 잘 됨을 확인하였다.

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