• 제목/요약/키워드: 퍼지 제어기 설계

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비선형 시스템의 시간 지연 간격에 종속적인 안정도 분석 및 제어기 설계: TS 퍼지 모델 적용 (Delay-range-dependent Stability Analysis and Stabilization for Nonlinear Systems : T-S Fuzzy Model Approach)

  • 송민국;박진배;김진규;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.337-342
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    • 2009
  • 본 논문은 비선형 시스템의 퍼지 모델을 적용한 시간 지연 간격에 종속적인 안정도 분석 및 제어기 설계에 대해서 논의한다. 먼저, 시간 지연을 포함하는 비선형 시스템을 T-S 퍼지 시스템으로 모델링한다. 시간 지연을 포함하는 전체 페루프 비선형 시스템은 다중 시간 지연을 갖는 T-S 퍼지 시스템이 된다. 전체 폐루프 퍼지 시스템의 안정도를 분석하고, 안정화 시키는 퍼지 제어기 설계를 위한 필요충분 조건을 유도한다. 유도된 안정도 및 제어기 설계 조건이 시간 지연 간격에 종속적임을 확인하다. 기존의 시간 지연에 종속적인 안정도 및 제어기 설계 조건 보다 넓은 범위를 나타냄을 확인한다. 제안된 필요충분 조건을 선형 행렬 부등식의 형태로 나타내고, 기존의 다양한 프로그래밍 기법을 이용하여 제어기 이득값을 구한다. 예제를 통하여 제안된 이론의 타당성을 확인한다.

AC 서보 모터의 속도 제어를 위한 뉴로-퍼지 제어기 설계 (Design of A Neuro-Fuzzy Controller for Speed Control Applied to AC Servo Motor)

  • 구자일;김상훈
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제47권3호
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    • pp.26-34
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    • 2010
  • 본 논문에서는 기본적인 형태는 퍼지 제어의 형태를 유지하면서 그 세부적 요소들을 신경회로망으로 구성한 뉴로-퍼지 제어기를 설계하였다. 뉴로-퍼지 제어기는 퍼지 제어 및 신경회로망 제어가 갖는 장단점을 서로 보완할 수 있도록 하였으며 On-Line상태에서 동조가 이루어지도록 하였다. 본 제어기의 성능을 평가하기 위해서 현재 로봇제어에서 많이 사용되고 있는 교류 서보 전동기의 속도제어에 적용시켰다. 가장 보편적인 제어기인 PID제어기 및 퍼지제어기와 비교실험 함으로써 제어기로서의 안정한 특성을 입증하였다. 특히 로봇처럼 급격한 부하변동에 대응할 수 있는 제어기 설계를 위해 부하를 인가하여 실험을 수행하여 성능을 입증하였다.

고성능 제어를 위한 하이브리드 퍼지 제어기 (Hybrid Fuzzy Controller for High Performance)

  • 조준호;황형수
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제45권5호
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    • pp.48-55
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    • 2008
  • 본 논문은 제어성능 향상을 위하여 하이브리드 퍼지 제어기 설계를 제안 하였다. 하이브리드 퍼지 제어기 설계 방법은 PID 제어기와 퍼지제어기를 병렬로 결합한 방법으로, 본 논문에서는 PID 제어기는 IMC 구조를 갖는 PID 제어기로 성능지수 (IAE, ITAE IATAE)값이 최소가 되도록 자동 동조 하였고, 퍼지 제어기의 환산계수(GE, GD, GH, GC)값은 유전자 알고리즘을 이용하여 구하였다. 시뮬레이션을 통하여 다양한 공정에 대하여 본 논문에서 새롭게 제안된 방법이 기존의 방법보다 우수함을 확인 할 수 있었다.

퍼지신경망을 이용한 직류서보 모터의 위치 제어에 관한 연구 (A Study on the Position Control of DC servo Motor Usign a Fuzzy Neural Network)

  • 설재훈;임영도
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.51-59
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    • 1997
  • 본 논문에서는 퍼지신경망 제어기를 이용하여 직류서보 모터의 위치제어를 실행한다. 위치 제어를 위하여 인공지능 제어기중 설계가 간단한 퍼지제어기를 사용한다.그러나 퍼지 제어기 설계시 문제가 되는 삼각 소속함수의 형태를 신경망의 BP학습법을 이용하여 설정한다. 퍼지신경망 제어기의 위치제어 성능을 펑가하기 위하여 특성이 다른 가상 플랜트를 제어시켜 보았다.그리고 실시간 실험으로 퍼지신경망 제어기에 의한 직류서보 모터 위치제어를 실시하였다.

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자동차용 연소식 프리히터의 온도제어를 위한 퍼지 제어기 설계 (Fuzzy Controller design of fuel fired heater for vehicle to control temperature)

  • 정원근;이한욱;이상준;김주호;김광열;조원래;이건기
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제2권4호
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    • pp.29-36
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    • 2009
  • 본 논문은 버스에 사용되는 연소식 프리히터(Fuel Fired Heater) 퍼지 제어기(Fuzzy controller)를 설계하였다. 프리 히터는 얼마나 빠른 시간 안에 설정한 온도에 다다르는지와 공간내의 온도 편차가 얼마나 작게 발생하는지의 두 가지가 가장 중요한 요소이다. 기존의 연소식 프리히터의 온도 제어 방식으로 사용된 PI 제어기의 온도편차를 줄임과 동시에 응답특성을 개선한 퍼지 제어기를 설계하여 그 성능을 평가하였다. 설계된 퍼지 제어기에서 온도를 설정하면 기존의 PI 제어방식에서는 $25^{\circ}C$의 도달시간이 12분 소요되었으나 퍼지 제어방식에서는 9분 20초 소요되어 기존의 제어기보다 퍼지제어기가 2분 40초의 빠른 응답 성능으로 향상됨을 확인하였다. 난방의 온도 편차에서도 기존의 PI 제어 방식에서는 $2.4^{\circ}C$의 편차를 보인 반면 설계된 퍼지 제어기에서는 $1.6^{\circ}C$로 온도 편차 또한 개선되었음을 확인하였다.

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퍼지 제어기의 설계 및 구현 자동화를 위한 통합 개발 환경 ((An Integrated Development Environment for Automatic Design and Implementation of FLC))

  • 조인현;김대진
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1997년도 춘계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.151-156
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    • 1997
  • 본 논문은 저비용이면서 정확한 제어를 수행하는 새로운 퍼지 제어기의 VHDL 설계 및 FPGA 구현을 자동적으로 수행하는 통합 개발 환경(IDE : Integrated Development Environment)을 다룬다. 이를 위해 FLC의 자동 설계 및 구현의 전 과정을 하나의 환경 내에서 개발 가능하게 하는 퍼지 제어기 자동 설계 및 구현 시스템 (FLC Automatic Design and Implementation Station :FADIS)을 개발하였는데 이 시스템은 다음 기능을 포함한다. (1) 원하는 퍼지 제어기의 설계 파라메터를 입력받아 이로부터 FLC를 구성하는 각 모듈의 VHDL 코드를 자동적으로 생성한다. (2) 생성된 각 모듈의 VHDL 코드가 원하는 동작을 수행하는지를 Synopsys사의 VHDL Simulator상에서 시뮬레이션을 수행한다. (3) Synopsys사의 FPGA Compiler에 의해 VHDL 코드를 합성하여 FLC의 각 구성 모듈을 얻는다. (4) 합성된 모듈은 Xilinx사의 XactSTep 6.0에 의해 최적화 및 배치, 배선이 이루어진다. (5) 얻어진 Xilinx rawbit 파일은 VCC사의 r2h에 의해 C 언어의 header 파일 형태의 하드웨어 object로 변환된다. (6) 하드웨어 object를 포함하는 응용 제어 프로그램의 실행 파일을 재구성 \ulcorner 능한 FPGA 시스템 상에 다운로드한다. (7) 구현된 FLC의 동작 과정은 구현된 FLC와 제어 target 사이의 상호 통신에 의해 모니터링한다. 트럭 후진 주차 제어에 사용하는 퍼지 제어기 설계 및 구현의 전 과정을 FADIS상에서 수행하여 FADIS가 완전하게 동작하는지를 확인하였다.

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유압시스템의 극저속 속도제어를 위한 하이브리드 퍼지 제어기의 설계 (Design of High Performance Hybrid Fuzzy Controller for the zero-crossing speed control of a Hydraulic System)

  • 한상수;김창섭;손성용
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권12호
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    • pp.2352-2360
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    • 2007
  • 인버터를 적용한 유압시스템은 펌프의 마찰과 실린더 패킹 및 탑승 카와 레일의 마찰특성으로 인하여 PID 제어기로는 제어가 되지 않는 데드존이 생기게 된다. 본 논문에서는, 우선 유압시스템으로 구동되는 엘리베이터의 극저속 속도영역(zero-crossing)에서 속도가 제어되지 않는 원인이 되는 실린더의 마찰특성을 고찰하고, 이러한 실린더의 마찰특성으로 인하여 기존의 PID 속도제어기로 제어시 발생되는 문제점을 해결하기 위한 줌잉 퍼지룰을 포함한 퍼지제어기를 설계한다. 설계된 퍼지제어기와 PID 제어기의 출력을 비선형과 선형구간으로 나누어 각 제어기가 각각 동작하는 하이브리드 퍼지제어기를 설계한다. 제안된 하이브리드 퍼지제어기는 정속주행구간에서는 PID 제어기를 적용하고 PID제어기로 제어되지 않는 극저속 속도구간에서는 퍼지제어기를 적용하여 유압식 엘리베이터가 실린더의 마찰특성으로 인하여 극저속 속도영역(zero-crossing)에서 속도가 제어되지 않는 문제를 해결하고, 극저속 영역에서 뿐 아니라 정상상태를 포함한 전 운전영역에서의 제어성능이 우수함을 시뮬레이션과 실험을 통하여 보인다.

스케일 계수를 자동조정하는 퍼지제어기 설계에 관한 연구 (A Study for Design of Fuzzy Controller with the Automatic Adjustment of Scale Factors)

  • 이상윤;신위재
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.42-48
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    • 2002
  • 플랜트 모델이나 경험에 근거하여 설계된 퍼지제어기를 실제 플랜트에 적용할 경우, 모델링 오차와 플랜트에 대한 관련지식의 부족으로 만족할 만한 제어 결과를 나타내지 못할 경우가 있다 이 경우 제어성능을 향상시키기 위해 제어기의 제어인자를 다시 조정하여야 하고, 이 조정과정은 시행착오방법으로 수행되기 때문에 많은 시간과 비용을 필요로 한다. 본 논문에서는 퍼지 논리와 정규화에 따라 스케일 계수를 자동조정하는 퍼지 제어기를 제안한다 모의 실험을 통하여 스케일 계수가 자동조정되는 퍼지제어기가 스케일 계수가 고정된 퍼지 제어기보다 좋은 성능을 보임을 확인하였다. 그리고 DSP 프로세서를 사용하여 설계한 제어기를 구현한 후 실험결과를 관측하였다.

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델타 연산자를 이용한 관측기 기반 출력 궤환 퍼지 제어기의 디지털 재설계 (Intelligent Digital Redesign of Observer-Based Output-Feedback Fuzzy Controller Using Delta Operator)

  • 문지현;이호재;김도완
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.700-705
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    • 2012
  • 본 논문은 미리 설계된 타카기-수게노 퍼지 모델 기반 아날로그 제어기를 상태 정합의 의미에서 등가인 샘플치 제어기로 효율적으로 변환하기 위해, 관측기 기반 출력 궤환 퍼지 제어기에 대한 지능형 디지털 재설계 기법을 제안한다. 아날로그 제어 시스템과 샘플치 제어 시스템 사이의 점근적 연관성을 위해 델타 연산자를 사용한다. 지능형 디지털 재설계 문제는 정합될 선형 연산자 간의 놈의 거리를 최소화하는 문제로 생각한다. 제어기 설계 조건은 선형행렬부등식의 형태로 유도되며, 디지털 재설계시 관측기와 제어기에 대한 분리 설계 조건이 만족함을 보인다.

Tabu 탐색법을 이용한 UPFC용 퍼지 제어기 설계 (Design of Fuzzy Controller for UPFC using Tabu Search)

  • 이창문;황기현;김형수;문경준;박준호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.234-236
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    • 2003
  • 본 논문에서는 Tabu 탐색법을 이용하여 UPFC용 퍼지 댐핑 제어기를 설계하였다. 또한 UPFC가 장착된 1기 무한대 계통에 대한 Dynamic 모델을 유도하였고, 기존에 순차적인 해석 방법의 문제점을 해결하였다. 경험적 최적화알고리즘인 Tabu 탐색법을 이용하여 UPFC용 퍼지 댐핑 제어기의 입 출력 이득을 튜닝하였다. 제안한 방법의 유용성을 입증하기 위해 1기 무한대 계통에 적용하여 비선형 시뮬레이션을 수행하였다. 이때 설계한 UPFC용 퍼지 댐핑 제어기는 사례계통의 운전 조건에 대해서 기존의 제어기보다 더 나은 제어 성능을 나타내었다.

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