본 논문 에서는 진화 알고리즘과 퍼지 제어기를 이용하여 비선형 시스템을 위한 최적 규칙들을 자동으로 생성하는 방법을 제안한다. 진화 알고리즘에 의한 퍼지 논리 시스템의 최적 규칙은 전문가의 사전 경험이나 지식이 없이도 자동 설계가 가능하고 이들 규칙을 이용하석 지능 제어를 할수 있다. 본 논문에서 사용한 접근 방법은 최지 규칙 소속 함수의 자농 조정으로 규칙을 생성하고. 최적의 제어 규칙 탐색은 퍼지 논리 시스템의 성능 기준으로 정의한 적합도 값을 기반으로 탐색한다. 제안한 방법의 유용성을 보이기 위해 )fl선형 시스템에서 컴퓨터 모의실험을 행하였다.
비행 시 외부 조건에 따라 비선형시변 동적특성을 갖는 항공기의 비행제어는 종 제어(longitudinal control)와 횡 제어(lateral control)로 나눌 수 있으며, 종 제어는 승강키(elevator)에 의한 피치(pitch)값, 횡 제어는 에일러론(aileron)에 의한 롤(roll)값과 방향키(rudder)에 의한 요(yaw)값들을 제어대상으로 삼는다. 현재까지 항공기의 안정성, 조종성 그리고 기동성을 보장하기 위한 제어시스템 개발에 많은 연구들이 활발히 진행되어 왔으나, 최근에는 다양하고 복잡한 풍동실험과 환경실험들을 필요로 하는 기존연구들과는 다른 항공기의 지능제어시스템 개발에 관련된 연구들이 이루어지고 있다. 본 논문은 대표적인 지능제어방식인 Interval Type-2 퍼지논리기법에 의한 항공기 종 제어시스템을 제시하고 F-4 제트전투기의 컴퓨터 모의실험을 통해 그 효용성을 입증한다.
본 논문에서는 제산기를 제거한 Sasaki의 퍼지제어기로 부터 제어기의 소자 수를 줄일 수 있는 새로운 퍼지제어기(fuzzy controller)의 구성 방법을 제안하였다. 퍼지제어회로 구성에 필요한 무게 중심법에 대하여 Sasaki는 새로운 연산자를 정의하여 제산 회로를 제거한 바 있다. 본 논문에서 제안한 퍼지화 및 비 퍼지화 방법을 통해 Sasaki의 회로에 비해 더욱 간단한 회로를 구성하였고, 퍼지화 및 비 퍼지화 과정이 서로 역 연산이 되게 하여 논리상의 일치를 유지하였다. 이를 통해 퍼지논리 추론에 큰 영향을 주지 않는 한계 곱 부분들을 제거할 수 있는 새로운 설계방법 및 제어기 구조를 제시하였다. 본 논문에서 제안한 설계방법을 물탱크(water tank)의 수위조절에 관한 퍼지제어에 적용하여 Sasaki가 제안한 제어기와 본 논문에서 제안한 제어기의 성능을 비교하고 검증하였다. 결과를 통해 Sasaki 연산회로와 대등한 결과를 가지면서도 제어기의 블록수와 소자수가 감소되어 보다 간략화 된 회로 구성이 가능함을 보였다. 본 논문에서 제안한 기법과 회로는 전건부의 수와 언어변수의 개수가 많아질수록 제안된 방법이 더욱 효과적이라 할 수 있다.
최신 무선 통신망은 이동 단말의 동적 재배치를 허용하므로 입력 호를 전달하기 위해서는 이동 단말의 트랙을 관리하는 위치 관리 메커니즘이 필요하다 본 논문에서는 페이징 비용을 감소시키기 위하여 퍼지 논리 기반 선택적 페이징 방법을 제안한다. 퍼지 논리 기반 위치 관리 방법에서, 위치 갱신은 방향 기반 방법과 이동 기반 방법을 혼용한 지역 기반 방법을 사용하고, 위치 검색은 이동 단말의 이동성 정보에 기초한 퍼지 논리 기반 선택적 페이징 방법을 사용한다. 부분 후보 페이징 지역이 퍼지 논리 제어에 의해 선택되고, 퍼지 논리 기반 선택적 페이징 방법은 그 부분 후보 페이징 지역 내의 셀들만 페이지 한다. 제안하는 퍼지 논리 기반 위치 관리 방법의 성능을 분석적 모델과 모의실험을 통하여 평가하고, 그것의 성능을 LA 및 BVP와 비교한다. 평가 결과, 제안하는 퍼지 논리 기반 위치 관리 방법이 다른 위치 관리 방법에 비해 우수한 성능을 제공함을 알 수 있었다.
오늘날 자동차의 급격한 증가에 따른 교통 체증을 완화시키기 위해 효율적인 교차로 신호 제어기의 필요성이 대두되고 있다. 최근에는 신호등의 주기를 적응적으로 제어하기 위하여 퍼지 논리가 도입되었다. 일반적인 퍼지 제어 방식은 녹색신호에 교차로로 진입하는 차량 수와 적색신호 동안 대기하는 차량 수를 퍼지 제어의 입력 변수로 사용하여 확장시간을 조정한다. 그러나 이 방법은 가변 교통량을 갖는 교차로에는 부적합하다. 본 논문에서는 대칭적인 소속함수를 갖는 기존의 퍼지 논리 제어기들보다 적은 수의 제어규칙들을 가지면서도 교통 흐름을 보다 잘 반영하는 비대칭적인 소속함수를 갖는 새로운 퍼지 논리 제어기를 제안한다. 제안된 방법의 효율성은 단일 교차로 시뮬레이션을 통해 테스트되었다. 실험결과는 제안된 방법이 평균 지체시간, 통과 대수, 포화도면에서 우수한 성능을 보여주었다.
본 연구에서는 국부적인 퍼지제어 셀(fuzzy control cell:cell)을 도입하여 계산량 감소를 달성하고, 추론과정을 선형근사화한 조직적인 설계를 통하여 선형제어 이론을 FLC의 실용적인 면에 접목하고자 한다. 이를 위하여, 확률밀도함수 형태의 멤버쉽함수(membership function)와 선형화된 제어공간이 얻어지도록 전반적인 제어방 책을 결정한 다음, 주어진 상태에 가장 지배적(dominant)인 규칙을 갖는 몇 개의 대표 점을 찾아서 그 점들로 구성된 퍼지제어 셀을 생성하고, 퍼지연산을 생성된 셀에서만 수행하여 알고리즘과 계산을 단순화시킨다. 평가기준을 공평함에 두어서 조건부연결 어 'AND'에 T-norm인 대수곱을 적용하여 적합도를 취하고, 규칙들의 작용이 병렬발화 라는 관점으로 규칙연결어 'ALSO'는 'AND'의 공액인 'OR'에 해당되는 대수합연산 대신 에 확률측도와 유사한 산술평균을 적용하여 퍼지추론을 한다. 그리고, 각각의 제어 규칙에 대하여 퍼지추론한 결과와 그것의 평균중심을 곱하여 통합한 후, 무게중심법으 로 역퍼지화하여 일반화된 제어값을 얻는다. 이 값을 PID제어기를 이용하여 구현한 디지틀 보상기를 통과시켜 시스템에 한 제어를 얻는 조직적인 방법을 제안한다.
퍼지논리제어기가 이상적인 제어효과를 나타내게 할려면 적합한 규칙집합을 사용하는 것이 아주 중요하다. 퍼지논리제어기의 언어구조는 가상언어정책을 초기 규칙기반으로 사용하는 것을 허용한다. 만약 설계단계에서 적당한 규칙들을 일정하게 잘 조합시킨다면 제어기의 성능을 훨씬 더 향상시킬 수 있을 것이다. 본 논문에서 퍼지제어기 성능을 개선하기 위한 규칙기반 표에서의 원소추이방법을 제안하였다. 제안된 방법은 에러가 증가되면 시스템을 조절하는 출력의 제어효과가 증대될 것이고 반대로 에러가 감소되면 그에 따른 출력의 제어효과가 감소할 것이라는 원리를 기반으로 하였다. 모의실험결과에 의해 제안된 방법은 퍼지제어 규칙기반과 퍼지논리제어기의 성능을 향상시키기 위한 아주 효과적인 방법임을 알 수 있다.
월드 와이드 웹은 사이버 교육에 있어서 인터넷을 통한 새로운 기회를 제공한다. 웹은 다른 네트워크 기술과 결합하여 학습자에게 유용한 교육정보를 제공하는데 유용하다. 따라서, 본 논문의 목적은 인터넷상에서 퍼지 논리 제어기의 개념을 이해하기 위한 자바 애플릿을 개발하는 것이다. 개발된 자바 애플릿은 4개의 프레임(퍼지화기, 제어규칙, 추론 엔진, 비퍼지화기)으로 구성이 되어 있다. 데이터의 전송은 하나의 프레임에서 나머지 프레임으로 전송이 되도록 하여, 사용자가 쉽게 퍼지 논리 제어기의 수행과정을 관찰하고 이해할 수 있도록 하였다. 본 논문의 결과는 사이버 대학에서 사이버 강의의 능률을 향상시키는데 사용될 수 있다.
본 논문은 퍼지 논리 제어기의 제어 성능을 향상시키는 최적의 COA(Center Of Area) 비퍼지화 방법을 제안한다. 제안한 비퍼지화 방법은 플랜트의 제어를 위해 필요한 확정치(Crisp Value)를 얻기 위해 소속 함수값과 소속함수의 폭을 동시에 이용한다. 주어진 문제에 가장 최적인 소속 함수의 폭은 유전자 알고리즘에 의해 자동적으로 결정된다. 제안한 비퍼지화 방법을 트럭 후진(Truck backer-upper) 제어 문제에 적용하여 얻어진 시뮬레이션 결과로부터 소속 함수만을 고려한 기존의 COA 비퍼지화 방법보다 평균 주행거리 면에서 20% 이상 짧아짐을 확인하였다.
본 연구에서는 MR 감쇠기와 FPS를 사용하여 구성된 스마트 스카이브릿지를 제안하였으며 스마트 스카이브릿지로 연결된 인접건물의 지진응답 제어성능을 분석하였다. 이를 위하여 스마트 스카이브릿지로 연결된 10층과 20층 구조물을 예제 구조물로 선택하였고 근거리 (near fault) 및 원거리 (far fault) 지진의 특성을 가지는 El Centro 지진과 Kobe지진을 사용하여 시간이력해석을 수행하였다. 스마트 스카이브릿지블 효과적으로 제어하기 위해서 퍼지논리제어기를 개발하였으며 퍼지논리제어기를 최적화하기 위하여 다목적 유전자알고리즘을 사용하였다. 최적화결과 10층 건물의 지진응답과 20층 건물의 지진응답 사이에는 상충관계 (trade-off)가 있는 것을 알 수 있었고 다목적 유전자알고리즘을 통해서 두 건물의 지진응답 제어에 대한 퍼지논리제어거의 파레토 해집합을 구할 수 있었다. 수치해석결과 본 연구에서 제안한 스마트 스카이브릿지를 사용하면 연결된 건물의 지진응답을 효율적으로 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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