• Title/Summary/Keyword: 최적 제어기

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Design of Optimal Fuzzy Controller for Nonlinear System Using Genetic Algorithm (유전알고리즘을 이용한 비선형 시스템의 최적 퍼지 제어기 설계)

  • Kim, Moon-Hwan;Joo, Young-Hoon;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2004.07d
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    • pp.2203-2205
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    • 2004
  • 본 논문은 전략 기반 유전 알고리즘을 이용한 새로운 비선형 시스템의 퍼지 제어 시스템 설계 기법을 제안한다. 제안된 기법은 기존의 수학적인 접근 방법이 아닌 지능적 설계 방법을 사용하여 퍼지 제어피론 설계한다. 전략 기반 유전 알고리즘은 제어기의 안정화 조건을 만족시키며 최적의 성능을 잦는 제어 이득을 얻기 위해 유전 전략을 사용하여 교차와 돌연변이 영역을 변화시킨다. 최종적으로 모의실험을 통해 제안된 기법의 우수성을 확인하였다.

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A Loop Shaping Method of PID Controller for Time delay Systems (시간 지연이 있는 시스템에서의 PID 제어기 설계를 위한 루프 형성 기법)

  • Yun Seong o;Suh Byung suhl
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.29 no.10C
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    • pp.1370-1377
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    • 2004
  • Optimal control gain for time-delay systems is made by an optimal control gain for delay-free systems multiplied by a state transition function for the delay time. The optimal control gain for delay-free systems is obtained by pushing two zeros of the PID controller closely to a larger pole of the second order plant. Thus the optimal tuning of PID controller for time-delay second order system is able to be obtained by calculation for the state transition function.

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

  • 손동설;이용구;엄기환
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.3 no.2
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    • pp.363-371
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    • 1999
  • In this paper proposes the optimal fuzzy controller design method using the genetic algorithm. Proposed method is that fuzzy rules and input - output scaling factors of the fuzzy controller are determined by using genetic algorithm that is very effectively in the optimization problem. The optimal fuzzy rules of servo system uses the fitness function which are the performance index in fuzzy controller. In order to verify excellent control performances of the proposed control method, we compare the control performance and characteristics about the proposed control method with a conventional fuzzy control method through a lot of simulations and experiments with one link manipulator.

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Optimum Tuning of Current Controller for Grid-connected Inverter under the Distorted Voltage Condition in Distribution System (배전계통 전압왜곡 하에서의 연계인버터 전류제어기의 최적조정)

  • Ahn, Jong-Bo;Hwang, Ki-Hyun;Park, June-Ho
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2005.07a
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    • pp.532-534
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    • 2005
  • 본 논문은 신${\cdot}$재생에너지원을 이용한 분산전원용 계통연계 인버터의 전류고조파저감에 관한 연구로서 전류고조파는 진력풍질 측면에서 중요한 요소 중의 하나이나 전원전압의 불평형, 왜곡 및 부적절한 전류제어기의 조정 등의 원인으로 인하여 이런 목적의 달성이 어렵게 된다. 전류제어기법 중에는 동기좌표게 상에서 동작하는 전향보상부 PI 제어기가 일반적으로 사용되고 있으며 본 논문에서는 전원전압 왜곡 하에서 전류제어기 이득과 전류고조파의 관계를 분석하고 Particle Swarm Optimization(PSO) 알고리즘을 이용하여 PI 제어기를 최적 조정하는 방법을 제안하였으며 모의시험과 적용실험을 통하여 그 유용성을 입증하였다.

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Load Frequency Control using Parameter Self-Tuning Fuzzy Controller (파라미터 자기조정 퍼지제어기를 이용한 부하주파수제어)

  • 이준탁;정동일;안병철;주석민;정형환
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.7 no.2
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    • pp.52-65
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    • 1997
  • This paper presents a design technique of self tuning fuzzy controller for load frequency control of power system. The proposed parameter self tuning algorithm of fuzzy controller is based on the gradient method using four direction vectors which make error between inference values of fuzzy controller and output values of the specially selected optimal controller reduce steepestly. Using input-output data pair obtained from optimal controller, the parameters in antecedent part and in consequent part of fuzzy inference rules are learned and tuned automatically using the proposed gradient method. The related simulation results show that the proposed fuzzy controller is more powerful than the conventional ones for reductions of undershoot and steady-state load frequency deviation and for minimization of settling time.

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

  • Cho, Joon-Ho
    • Journal of Convergence for Information Technology
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    • v.11 no.2
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    • pp.124-129
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    • 2021
  • In this paper, an optimal controller design that guarantees absolute stability is proposed. The order of application of the thesis determines whether the delay time is included, and if the delay time is included, the delay time is approximated through the Pade approximation method. Then, the open loop transfer function for the process model and the controller transfer function is obtained, and the absolute stability interval is calculated by the Routh-Hurwitz discrimination method. In the last step, the optimal Proportional and Integral and Derivative(PID) control parameter value is calculated using a genetic algorithm using the interval obtained in the previous step. As a result, it was confirmed that the proposed method guarantees stability and is superior to the existing method in performance index by designing an optimal controller. If we study the compensation method for the delay time in the future, it is judged that better performance indicators will be obtained.

Vibration Control of Elastic Systems (탄성계의 진동제어)

  • Lee, S.J.;Ha, Y.K.;Park, Y.P.
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.7 no.2
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    • pp.5-19
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    • 1988
  • The feedback controllers for the active vibration control of elastic systems are developed using optimal regulator, optimal tracking, time optimal and noise observer algorithms. Using the modal analysis of the elastic systems, the effects of the actuator positions, the input weighting factor and the magnitude of the constraint of the actuator force are investigated.

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A PID Genetic Controller Design Using Reference Model (기준모델을 이용한 PID 유전 제어기 설계)

  • Park, K.H.;Nam, M.H.;Hwang, Y.W.;Chun, S.J.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.07b
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    • pp.894-896
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    • 1999
  • PID 제어는 50년의 역사를 갖기 때문에 현장의 사용자는 이 제어방식에 익숙해져 있으며, 제어장치의 구성이 간단하며 제어기의 최적동조가 가능하므로 많은 분야에서 사용되고 있다[1]. 그러나 PID 제어기에 의해서 얻은 결과에 대하여 만족하기 위해서는 많은 시행착오를 겪어야 한다. 또한 만족하는 결과를 얻었다고 할지라도 외란, 플랜트의 동특성이 바뀌는 경우 시스템을 추종하지 못하기 때문에 파라미터를 재조정하여야 한다. 유전 알고리즘은 자연세계의 진화 현상에 기초한 계산모델로서 John Holland에 의해서 1975년에 개발된 전역적인 최적화 알고리즘이며[1][2], 비선형 고차원, 불연속, 다중모드, 노이즈 함수 등에 대하여 강건함을 보여주고, 복잡한 탐색 공간에서 최적 값을 스스로 발견하는 학습 능력을 갖는다. 이 방법은 재생산, 교배, 돌연변이를 통하여 최적해를 찾은 방법으로 1989년에 D. E. Goldgerg에 의해서 체계적으로 정리된 후 여러 분야에서 응용되고 있다[3][4]. 그러나 유전 알고리즘은 목적함수만을 이용하여 해집단을 탐색하기 때문에 숙련운전자가 원하는 제어 특성 명세인 상승시간, 정착시간, 초과량(oveshoot) 둥을 구체적으로 명시하여 제어에 반영할 수 없다. 또한, 유전 알고리즘은 입력 값이 크게 바뀔 경우 다른 시스템으로 인식하여 새로운 탐색을 수행하는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 첫째, 기준모델을 도입하여 플랜트의 성능을 기준모델로 표현하여 플랜트가 요구하는 성능지표를 정량적으로 규정하는 것이 가능하였다. 또한, 이것은 미지 플랜트 동특성을 식별하기 위한 신호로 사용되어, 플랜트의 정보를 얻는데 이용되었다. 즉, 기준모델과 플랜트 출력사이의 추종 오차 정보가 적응기구인 PID 유전제어기의 입력으로 사용되며, 구형파 입력의 경우에도 기준모델과 플랜트의 출력차는 크게 변하지 않는다. 따라서, 유전 알고리즘의 목적함수에 기준 모델을 제안 적용하여 안정적이고, 세밀한 제어를 수행하였다. 둘째, PID의 간단하면서 확실한 제어가 가능하다는 점과 전역적인 최적값을 찾을 수 있는 유전 알고리즘을 적용하여 고속제어를 요하는 직류 서보 모터(DC Servo Motor) 운전 시 실시간 파라미터 동조에 적용하였다.

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Weighting Matrices of LQR and ILQR Controllers Considering Structural Energy (구조물의 에너지를 고려한 LQR 및 ILQR제어기의 가중행렬)

  • 민경원;이영철;박민규
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.6 no.6
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    • pp.49-53
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    • 2002
  • This paper provides the systematic procedure to determine the weighting matrices of optimal controllers considering structural energy. Optimal controllers consist of LQR and ILQR. The weighting matrices are needed first in the conventional optimal control design strategy. However, they are in general dependent on the experienced knowledge of control designers. Applying the Lyapunov function to total structural energy and using the condition that its derivative is negative, we can determine the weighting matrices without difficulty. It is proven that the control efficiency with using determined weighting matrices is achieved well for LQR and ILQR controllers.

A Study on the Design of the Optimal Control System for Electric Driving Digital Governor (전기구동방식 디지털 가버너의 최적제어계 설계에 관한 연구)

  • Kim, Seong-Hwan;Ra, Jin-Hong;Yang, Ju-Ho
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.26 no.1
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    • pp.88-100
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    • 1990
  • Since sea state changes engine load instantaneously, the speed governing apparatus is essential for marine engine to maintain constant speed regardless of the load. As governing apparatuses, mechanical, pneumatic, and electric governors have been employed. But, recently, according to the introduction of low speed-ling stroke engines to increase thermal efficiency, the development of governor which has better response characteristics is requisite. In this paper, to design the governor that meets above requirement, author made a performance test for the existing PID control digital governor with the aid of computer simulation, and investigated digital governor applying the optimal control algorithm, then, executed computer simulation by the same way. As the result of simulations, found that the former let engine have large overshoot and long settling time at low speed, on the other hand, the latter made engine have better response. If we design and invent a good observer for delay time element so that the optimal control theory can be applied, better governor will be expected.

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