영구자석형 스테핑 전동기의 언덕턴스를 고려하여 최대 평균 토오크식을 제시하였으며, 제시된 토오크식에 근거하여 마이크로컨트롤러에 의해 lead angle을 전동기의 속도에 따라 최적으로 제어함으로서 최대 토오크를 발생시키는 제어시스템을 설계하여 전동기의 토오크/속도 특성 실험을 하였다. 이론식에 의하면 토오크/속도 곡선에서 최적 lead angle의 도입에 따라 발생하는 토오크가 증대되며, 운전영역이 2배이상 확대되는 바와 같이, 특성실험 결과에서도 최적 lead angle의 실현에 따라 구동모드에 관계없이 발생 토오크가 증대되며, 운전영역이 2배이상 학대됨을 확인 할 수 있다.
로봇모터제어에 사용되는 서보전동기의 센서리스 운전에 대한 초기의 연구에서는 전동기의 전압과 전류를 측정하여 전동기 모델로부터 속도를 연산하는 방식을 취해왔으나, 근래에는 현대제어 이론 중 관측기 이론을 적용하여 속도 추정 및 센서리스 운전을 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 본 논문에서 설계한 슬라이딩형 퍼지 관측기의 속도추정 성능을 검증하기 위해 먼저 슬라이딩 관측기를 이용하여 전기자 전류의 도함수를 추정하고 속도관측기인 Luenberger 관측기의 이득을 퍼지 제어 기법을 이용하여 관측기 이득을 최적 값으로 선정하고 이것을 이용하여 직류 서보 전동기의 속도제어에 적용하였다.
일반적으로 슬라이딩모드 제어는 외란이나 시스템의 변수변환에 강인한 특성을 가지나, 그 변화의 최대 경계 값을 알아야한다. 그러나, 이 값은 쉽게 얻어질 수가 없다. 퍼지 논리는 잘 정의되어 있지 않거나 복잡한 시스템의 제어기 설계에 효과적인 방법을 제시하나, 과도응답을 미리 결정할 수가 없다. 본 논문에서는 두 이론의 장점을 결합하여 새로운 제어 알고리듬을 제시한다. 최적의 퍼지변수 값을 결정하기 위하여 적응이론을 도입한다. 마지막으로 제안한 제어 알고리듬의 타당성을 살펴보기 위하여 수치적인 예를 가변길이진자시스템에 적용한다.
잘 알려진 최적제어 이론의 선형제차조절법을 정지궤도 위성의 위치보존 궤도조정 문제에 적용하였다. 정지궤도 위성의 운동에 가장 큰 영향을 미치는 섭동향을 선택하여 동서방향과 남북방향 궤도조정의 경우 각각 14일간 지구비대칭 중력장의 영향, 28일간 태양과 달의 영향을 예측한 결과로 궤도조정할 경계조건을 적절하게 설정하였다. 비선형방정식을 선형화하여 리카티 방정식(Riccati Equation)을 두 번 적분함으로써 최적궤도와 이에 상응하는 추진 가속도를 알아내었다. 선형제차조절법으로 구한 속도변화량과 기하학적으로 계산한 ${\Delta}V$(속도변화량)을 비교해 봄으로써 제어이론을 통한 궤도조정 방법이 실제상황에 거의 근사한 해를 제공할 수 있는가와 제어이론을 위치보존 궤도조정 문제에 적용한 방법이 경제적인 측면에서의 연료최적화와 이에 따른 정지궤도 위성의 수명연장에 기여할 수 있는가에 대한 해석을 시도하였다.
This paper presents a method for designing a full state feedback linear static control law. This will stabilize a given linear uncertain system and also guarantee the performance of the system. The uncertain systems are described by state equation which contains uncertain parameters in system and input distribution matrices. The method is based on the guaranteed cost control of Chang and Peng(1972). The controller gain can be obtained by the solution of a algebraic Riccati equation in which the input weighting matrices depend on the uncertainty bounds. The algebraic Riecati equation in this paper is same as that of weighted LQ regulator problem.
This paper presents a design method for PID controller using optimal control theory. The procedures of the applied method consist of (1) sampling the system response to the test signal, (2) processing the sampled data using RPE method to identify the parameters of the plant, (3) calculating the optimal value of the PID controller parameters using LQ theory. This controller is implemented on the digital computer and applied to real servomechanism, yielding satisfactory result.
신호교차로로 구성된 네트워크의 시스템최적 신호시간산정을 위해 Cell Transmission 이론을 교통류 모형으로 활용한 신호최적화 모형을 제안한다. Cell Transmission 모형은 기존에 소개된 신호최적화 모형과는 달리 충격파, 대기행렬의 길이, 그리고 하류부 교차로 대기행렬의 역류(Spillback)과 같은 과포화 현상을 표현하는데 적절한 이론적이고 실제적인 배경을 지원한다. 모형에서 기점을 출발한 수요차량은 종점에 도착할 때까지 경로선택을 통해서, 그리고 신호시스템은 이러한 수요의 움직임 고려하여 신호시간요소의 최적화를 통한 네트워크의 비용을 최소화하기 위해 서로 협력한다는 의미에서 제안된 모형은 시스템 최적화를 의미한다. 모형은 혼합정수계획법으로 정식화되며 최적신호전략과 고정신호전략간의 실험계획을 통해 구축된 모형을 비교·평가한다.
대규모 시스템 제어와 관련하여 몇 개의 부시스템으로 분할하여 처리하는 계층별 제어이론이 많이 연구되어 왔으며 특히 치수가 높은 대규모 비선형 시스템의 경우에 고차의 비선형 미분방정식을 동시에 적분을 해야하고 많은 계산량을 필요로 하므로 해를 구하기가 어려운 문제가 있다. 1980년대 Singh과 Hassan은 상호예측 알고리즘(two level prediction algorithm)을 제시한바 있고 이 방법은 비선형 대규모 시스템의 최적제어에 효과적이나 시스템 행렬 Q, R, S, H에 따라 제한된 최적화 구간에서만 성립되는 등 최적화 구간의 길이와 수렴성 여부가 행렬 값에 영향을 받는 알고리즘상의 단점이 있다. 본 연구에서는 수렴조건으로부터 평가함수에 구속조건(quadratic penalty term)을 부여하지 않는 새로운 개선된 알고리즘을 제시 적용하여 시스템 행렬 결정을 위한 과정 없이 수렴속도의 향상과 함께 최적의 수렴성 및 최적화 구간을 얻도록 했다. 분할된 비선형 시스템의 최적제어를 위해서는, 대수 반복연산만으로 2점 경계치 문제(two point boundary value problem)를 해결함으로써 기존의 수치 해석법에 비해 연산이 간단한 블록펄스 변환 방법을 사용해서 처리했다.
현금까지 R.I.스칸닝은 방사선검출기에서 얻어지는 디지탈신호를 계수율계를 통하여 아날로그 신호화하므로써 기록제어를 하고 있는데, 본 연구에 있어서는 디지탈신호를 아날로그 신호화하는 보고의 변환과정에 있어서, 정보원리상 정보손실이 불가변하며 실지로 계수율계의 시정수에 의한 시지연이 해상력에 큰 악영향을 미침에 착안하여, 검출기에서 얻어지는 디지탈신호를 정보변환을 하지 않고 그대로 이용한 디지탈제어에 의해서 기록방식을 개발하였다. 이로써 해상력의 향상과 아울러 기록동작을 순정자식화하여, 기록기구의 간소화와 경제화를 이룩하였다. 본 논문은 정보이론을 기초로하여 이론을 전관하고, 기록제어에 있어서의 최적조건을 제시하였으며, 이에 입각하여 설계시작한 색기록(Color Scanning)과 다중기록을 동시에 할 수 있는 개발된 R.I. Scanning의 설계내용과 그 시험결과를 제시하였다.
본 연구는 불확실성이 존재하는 다이나믹 시스템을 고 강인성 및 성능 사전 결정 제어를 하기 위하여 적분 최적 가변구조 시스템을 설계한다. 제안된 제어기에서는 적분 슬라이딩 면을 이용 리칭 문제를 완전히 제거하여 시스템이 초기 값에서부터 바로 슬라이딩하여 외란과 불확실성에 무관하게 사전에 결정된 슬라이딩 면을 슬라이딩 모드 상태로 추종하므로 고 강인성 제어가 이루어진다. 적분 슬라이딩 면이 정의하는 이상 슬라이딩 동특성을 상태방정식 형으로 얻고, 고급 최적 제어 이론을 통하여 최적 의미로 설계한다. 이는 바로 슬라이딩 면과 등가 제어입력의 설계가 된다. 사전에 선정된 슬라이딩 면 위에 슬라이딩 모드를 발생할 제어입력을 설계하였다. 그 결과 외란과 불확정성에도 불구하고 주어진 초기 값에서부터 원점까지 전체 슬라이딩 출력이 완전하게 보장받는다. 더구나 기존의 최적 VSS에서는 설계 성능의 강인성을 보장받기 어려운데 반하여, 제안된 IOVSS에서는 실제 출력의 예측과 사전 결정이 가능하다. 예제를 들어 제안된 알고리듬의 성능을 검진한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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