• 제목/요약/키워드: 피드백 선형화 제어기

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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.

선형화 기법을 이용한 가변추력 고체추진 기관의 압력 및 추력 제어 (Control of pressure and thrust for a variable thrust solid propulsion system using linearization)

  • 김영석;차지형;고상호
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.167-174
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    • 2011
  • 고체추진기관은 구조가 비교적 간단하고 장기적 저장성이 우수한 반면에 일반적으로 추력의 조절 등에 한계성을 가지고 있다. 본 논문에서는 핀틀 밸브 등과 같은 특수한 노즐을 사용하는 가변추력 고체추진기관의 압력 및 추력 제어 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 질량보존만을 고려한 추진기관의 연소기 내 압력변화 모델에 대하여 고전적인 비례-적분 제어기와 모델의 비선형성을 피드백을 통해 제거하고 이를 선형모델로 대치하는 피드백 선형화 제어기를 설계하고, 압력제어모델의 추력계산식을 얻어내어 추력제어모델을 제시한다. 운용점에 대해 선형화하여 비례-적분 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통하여 모델의 성능을 분석한다.

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피드백 선형화 제어기를 사용한 1/4 차량 현가장치 시뮬레이터의 위치 제어 (Position Control of a 1/4 Car Suspension Simulator using a Feedback Linearization Controller)

  • 김태형;이일영
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제9권3호
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    • pp.8-15
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    • 2012
  • In the study, a control strategy using a feedback linearization compensator and a disturbance observer was suggested and applied to a hydraulic control system for a vehicle suspension simulator. Although the hydraulic system has comparatively big external loads composed by constant and varying loads, it is ascertained that excellent control performances are obtained with the suggested control strategy.

선형화 기법을 이용한 가변추력 고체추진 기관의 압력 및 추력 제어 (Control of Pressure and Thrust for a Variable Thrust Solid Propulsion System Using Linearization)

  • 김영석;차지형;고상호;김대승
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.18-25
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    • 2011
  • 고체추진기관은 구조가 비교적 간단하고 장기적 저장성이 우수한 반면에 일반적으로 추력의 조절 등에 한계성을 가지고 있다. 본 논문에서는 핀틀 밸브 등과 같은 특수한 노즐을 사용하는 가변추력 고체 추진기관의 압력 및 추력 제어 알고리즘을 제안한다. 연소기 내 압력제어를 위해 질량보존만을 고려한 추진기관의 연소기 내 압력변화 모델에 대하여 고전적인 비례-적분 제어기와 모델의 비선형성을 피드백을 통해 제거하고 이를 선형모델로 대치하는 피드백 선형화 제어기를 설계한다. 또한 과소 팽창된 1차원 노즐 모델에 대한 추력식을 유도한 후, 고전적 선형화 기법을 이용하여 비례-적분 추력제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통하여 성능을 시연한다.

퍼지 모델 기반 피드백 선형화 제어 시스템의 강인 안정성 해석과 설계 (Robust Stability Analysis and Design of Fuzzy Model Based Feedback Linearization Control Systems)

  • 박창우;이종배;김영욱;성하경
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제41권3호
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    • pp.79-90
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    • 2004
  • 본 논문에서는 퍼지 피드백 선형화 제어 시스템에 대한 체계적인 강인 안정성 해석과 제어기 설계방법을 제안한다. 제어 대상인 비선형 시스템을 모델링 하는데 있어서 Takagi-Sugeno 퍼지 모델 기법을 이용하고, 이때 발생할 수 있는 모델 불확실성과 외란을 고려한다. 모델링을 통해서 얻어진 폐루프 시스템에 대한 안정성 판별은 Diagonal Norm based Linear Differential Inclusions 으로의 구조 변환을 이용하여 강인 안정성 해석을 하였으며, 퍼지 피드백 선형화 제어 시스템을 안정화시키는 제어기의 이득을 얻기 위하여 LMI 최적화 계산법을 기반으로 한 수치 해석법을 제시하였다. 제안된 방법의 효과를 확인하기 위해서 강인 안정성 해석 및 제어 설계에 대한 모의실험을 수행한다.

무인항공기의 적응제어 법칙을 이용한 피치 기동 연구 (Pitch-axis Maneuver of UAVs by Adaptive Control Approach)

  • 방효충
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권12호
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    • pp.1170-1176
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    • 2010
  • 본 연구는 적응제어기법을 이용한 무인항공기이 피치 자세 기동에 대한 연구 내용을 소개한다. 모델기반적응제어(Model Reference Adaptive Control)을 이용하여 피치 자세각과 엘리베이터 입력 사이의 피드백 선형화 과정에서 발생하는 불확실성을 처리하였다. 모델 불활실성 파라미터는 피드백 제어기가 작동하는 중에 적응법칙을 이용하여 추정할 수 있도록 설계 되었다. 안정화 제어기에 의해 달성되는 최종 피치 자세각에 대한 분석을 통해 폐루프 시스템의 특성을 파악할 수 있도록 하였다. 제안된 제어 기법은 기존 제어기에서 주로 채택하고 있는 선형화나 게인 스케쥴링등의 과정이 필요하지 않아 상당한 모델 오차가 존재하는 상황에서 무인항공기의 고기동 피치 제어기 설계에 도움을 줄 것으로 생각한다.

피드백 선형화 보상기와 외란 관측기를 이용한 2개 유압 실린더의 동기 제어 (Synchronization Control of Two Hydraulic Cylinders Using Feedback Linearization Compensator and Disturbance Observer)

  • 감주성;오동훈;이일영;김지웅;이현철
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제10권3호
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    • pp.14-20
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    • 2013
  • In the study, a control strategy using a feedback linearization compensator and a disturbance observer was suggested and applied to the synchronization control of two hydraulic cylinders. The hydraulic system consists of a proportional directional control valve with overlap characteristic near the neutral position, a conventional hydraulic cylinder and an external load. The control performances of the system were verified through numerical simulations. From the simulations, it was ascertained that excellent control performances were obtained with the suggested control strategy.

선형 상태 관측기의 실용화 검증을 위한 도립진자 시스템의 출력 피드백 제어 실험 (The Output Feedback Control of Inverted Pendulum Systems for The Verification of Practical Use of Linear State Observers)

  • 이종연;조규정;현창호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.192-197
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    • 2011
  • 본 논문은 선형 상태 관측기의 성능 및 실용화 검증을 위하여 도립진자 시스템의 출력 피드백 제어 실험을 수행하였다. 도립진자 시스템으로는 (주)셈웨어의 CEM-IP-01를 실험에 사용하였다. 동역학 해석을 위하여 라그랑지안 방정식 및 자코비안 선형화 방법을 이용하였고, 모의실험을 통하여 일반 상태 피드백 제어기의 출력 응답과 제안된 제어기의 출력 응답을 먼저 비교 분석하였다. 마지막으로 실제 도립진자 시스템에 적용함으로써 제어기 구현에서 발생하는 문제점을 파악하고 해결함으로써 실용화 가능성을 직접 확인하였다.

LMI를 기반으로 한 퍼지 피드백 선형화 제어 시스템의 L2 강인 안정성 해석 (LMI Based L2 Robust Stability Analysis and Design of Fuzzy Feedback Linearization Control Systems)

  • 현창호;박창우;박민용
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.582-589
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    • 2003
  • 본 논문에서는 퍼지 피드백 선형화 제어 시스템에 대한 강인 안정성 해석과 제어기 설계에 대해서 말하고 있다. 제어 대상인 비선형 시스템을 모델링 하는데 있어서 Takagi-Sugeno (TS) 퍼지 모델 기법을 이용하였고, 이때 발생할 수 있는 모델 불화실성과 외란에 대해 그것의 최대 최소 범위를 안다고 가정하였다. 모델링을 통해서 얻어진 폐구간 시스템에 대한 안정성 판별은 Diagonal Norm based Linear Differential Inclusions (DNLDI) 구조를 이용하여 $L_2$ 강인 안정성 해석을 하였다. 또한, 퍼지 피드백 선형화 제어 시스템을 안정화 시키는 최대 이득을 얻기 위하여 LMI 최적화 계산법을 기반으로한 수치 해석법을 제시하였다. 제안된 방법의 효과를 확인하기 위해서 강인 안정성 해석 및 제어 설계에 대한 간단한 모의실험을 하였다.