• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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• v.45 no.1
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• pp.9-14
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• 2008

This paper presents an observer design methodology for a special class of multi input multi output(MIMO) nonlinear systems. First, we characterize the class of MIMO nonlinear systems with a triangular structure. Also, the observability matrices that plays an important role in proving the convergence of the proposed observer are generalized to MIMO systems. By using the generalized observability matrices, it is shown that under the boundedness conditions of system state and input, the proposed observer guarantees the local exponential convergence to zero of the estimation error.

• Journal of Drive and Control
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• v.14 no.4
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• pp.61-70
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• 2017

In this study, an extended-state-observer (ESO) based non-linear servo control is introduced for an electro-hydrostatic actuator (EHA). Almost hydraulic systems not only are highly non-linear system that has mismatched uncertainties and external disturbances, but also can not measure some states. ESO that only use an output signal can be used to compensate these uncertainties and estimate unmeasurable states. To improve the position tracking performance, the barrier Lyapunov function (BLF) that can guarantee an output tolerance is introduced for the position tracking error signal of back stepping control procedures. Finally, the proposed servo control is compared with the proportional-integral (PI) control.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.6 no.2
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• pp.115-124
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• 2001

In this paper, authors propose a new nonlinear rotor flux observer for rotor field oriented control of an induction motor which is designed based on the extended Luenberger Observer theory. Extended Luenberger Observer requires minimal solution of nonlinear partial differential equation on its coordinate transformation and linearization needed on a nonlinear observer design in general. The proposed rotor flux observer is derived from the 2 phase model of induction motor on the orthogonal coordination and it has the reduce gain matrix. Simulation and experimentation were performed under the conventional indirect vector control and direct vector control with the proposed observer at different rotor resistance. Simulation results show that the convergence of the proposed observer is influenced by the chosen eigenvalues. Experimentation results on load operation show the direct vector control with the proposed observer is better than the indirect vector control to maintain the characteristics of the vector control.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.3 no.4
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• pp.332-337
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• 1997

디스크립터(Descriptor) 표현은 상태공간 표현을 확장시킨 일반적인 시스템의 기술방법으로 파라미터의 물리적인 구조를 보존하고 있으며, 임펄스를 포함한 현상을 기술할 수 있다. 또한, 대규모 시스템의 모델화가 용이하며, 프로퍼(Proper)이지 않은 시스템을 기술할 수 있고 구속조건을 가진 동적시스템의 기술이 가능하는 등의 특징을 지니고 있다. 그러나, 디스크립터 시스템의 해는 미분항을 포함하고 있으므로 노이즈 및 파라미터 변동에 대해서 매우 민감하여, 관측기설계시 강인(Robust)한 관측기설계가 요구된다. 본 논문에서는 디스크립터 시스템에 대해 로바스트 관측기의 일종인 비례적분(PI) 관측기의 설계에 대해서 논한다. 먼저, 디스크립터 시스템에 대한 PI 관측기의 존재조건을 유도하였으며, 체계적인 설계법을 보였다. 또한, PI 관측기의 존재조건이 Rosenbrock의 가관측 조건하에서 간단히 보여지며, 이것은 시스템 행렬의 Rank 조건에 의해 쉽게 구해질 수 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.11c
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• pp.256-259
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• 2001

본 논문에서는 블록 삼각구조를 갖는 다변수 비선형 시스템의 상태 관측기의 설계 문제를 다룬다. 이를 위해 단일 입출력 삼각구조 시스템에 대한 기존의 설계 기법을 다변수 시스템으로 확장한다. 특히, 제안한 관측기의 이득은 시스템의 선형 부분뿐만 아니라 비선형성을 기반으로 설계되어지기 때문에 기존의 고이득 관측기에 비해 과도응답 특성을 개선한다. 또한 오차방정식에 대한 유사 변화을 이용하여 제안한 관측기가 전역 지수적 수렴성을 보임을 증명한다. 마지막으로, 시뮬레이션 예제를 통해 본 논문에서 제안한 설계 기법의 타당성을 입증한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1587-1600
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• 1991

본 연구에서는 로봇조작기를 강체부와 유연한 외팔보로 이루어진 모델로 설정 한 후 확장된 Hamilton의 원리를 적용하여 제어계의 운동방정식을 유도하였다. 계를 유한개의 제어 모드와 잔류 모드로 구분하고, 제어 모드에 대해 최적제어를 수행하기 위해 관측기를 설계하였으며, 진동에 관련된 측정 불가능한 상태변수를 추정하였다. 분석과 검토는 서보모터가 모든 제어를 담당하는 방식과 서보모터의 제어 방식에 작동 기를 추가시켜 병행 제어하는 다입출력 방식으로 구별하여 수행하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.11 no.1
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• pp.65-71
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• 2006

In this paper, a novel motor control method is proposed to improve the performance of sensorless drive of BLDC motors. In the terminal voltage sensing method, which is a great portion of sensorless control, a precise rotor position cannot be obtained when excessive input is applied to the drive during synchronous operation mode. Especially in the transient state, the response characteristic decreases. To cope with this problem, the unknown input (back-EMF) is modelled as the additional state of system in this paper. Taking into account the disturbance adopted by the back-EMF, the observer can be obtained by the augmented system equation. An algorithm to detect the back-EMF of the BLDC motor using the state observer is constructed. As a result, the novel sensorless drive of BLDC motors that can strictly estimate rotor position and speed is proposed.

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.18 no.4
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• pp.169-175
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• 2003

In this paper, and estimation method for estimating the states of underwater vehicle systems with external unknown disturbance is proposed. First, the dynamics of underwater vehicle are induced by Taylor series expansion in the vertical plane and horizontal plane, respectively. For constructing the system model, the external efforts, i.e., the sea surface disturbances, the current, wave and etc., are regarded as external unknown disturbances. Thus the disturbance is added as external input into state-space form of underwater vehicle system. To estimate the state of systems with unknown disturbance, a disturbance observer which does not effected the external unknown input is proposed, and the existence condition for the observer is given. Finally, the effectiveness of the proposed disturbance observer for robust control of underwater vehicle systems is verified by using numerical simulation.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.60 no.3
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• pp.363-370
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• 2022

In this paper, an estimation algorithm for state of charge (SOC) was applied using an equivalent circuit model (ECM) and an Extended Kalman Filter (EKF) to improve the estimation accuracy of the battery system states. In particular, an observer was designed to estimate SOC along with the aged capacity. In the case of the fresh battery, when SOC was estimated by Kalman Filter (KF), the mean absolute percentage error (MAPE) was 0.27% which was smaller than MAPE of 1.43% when the SOC was calculated by the model without the observer. In the driving mode of the vehicle, the general KF or EKF algorithm cannot be used to estimate both SOC and capacity. Considering that the battery aging does not occur in a short period of time, a strategy of periodically estimating the battery capacity during charging was proposed. In the charging mode, since the current is fixed at some intervals, a strategy for estimating the capacity along with the SOC in this situation was suggested. When the current was fixed, MAPE of SOC estimation was 0.54%, and the MAPE of capacity estimation was 2.24%. Since the current is fixed when charging, it is feasible to estimate the battery capacity and SOC simultaneously using the general EKF. This method can be used to periodically perform battery capacity correction when charging the battery. When driving, the SOC can be estimated using EKF with the corrected capacity.

• Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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• 1999.10a
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• pp.46-46
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• 1999

터빈 바이패스 밸브는 발전소의 사고시 발전기가 계통으로부터 분리될 때 터빈을 보호하기 위해 고온고압 에너지를 가진 증기를 안전하게 바이패스하여 발전소 신뢰도를 향상시키는 주요설비로써 신속하고 안전하게 제어가 되어야 한다. 이를 위해 증기온도 제어에 관측기를 가진 상태변수 제어기 등 고급제어가 사용되며 하동화력 시뮬레이터에 사용되는 터빈 바이패스 밸브제어의 개발과정을 서술한다. 디지털제어의 개발은 우선 제어모듈을 분석한 후 각 기능별 제어모듈을 개발하여 충분히 시험한 수 이것을 이용하여 제어로직을 모델링한다. 제어 모델링이 완료되면 발전소 다아나믹 모델과 연계를 위해 각 변수의 이출력(I/O)을 설정한다. I/O에 의해 제어로직과 발전소의 다이나믹 모델을 접속한 후 최종 튠닝(Turning)을 통하여 개발을 마무리하게 된다. 터빈 바이패스 밸브 바이패스 제어의 개발 의의를 살펴보면 각종 제어기능에 따른 모듈의 개발과 이의 적용을 통해서 실제 제어로직의 설계가 가능하며 또한 동적모델과 연계한 시뮬레이션을 통해 정확도를 높일 뿐만 아니라 확장된 제어의 개발도 가능하게 된다.