• Title/Summary/Keyword: 2자유도 강인제어기

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Robust Controller Design for Hydraulic Dipod Platform Based on 2-DOF H Controller Synthesis Framework (2자유도 H 제어기 종합 프레임웍에 기반한 유압식 Dipod 플랫폼의 강인제어기 설계)

  • Lee, Young-Hoon;Cho, Taik-Dong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.37 no.6
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    • pp.805-814
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    • 2013
  • A hydraulic dipod platform is used for tracking and stabilizing an antenna system to designate a satellite on a moving vehicle. The 2-DOF controller is very well suited to this controller design object because it is more flexible than the 1-DOF controller when the design object is not only the consideration between stabilizing and tracking but also the trade-off between performance and robustness. The 2-DOF controller synthesis based on the $H_{\infty}$ framework is divided into two design procedures. In this hydraulic dipod platform example, the single-step method shows better performance whereas the two-step method shows better robustness. The difference between these two synthesis results is compared using the structural property of the interconnection system matrix.

Robust Controller Design of Manta-type Unmanned Underwater Vehicle (만타형 잠수정의 강인 제어기 설계)

  • Yim, Jong-Guk;Kim, Joon-Young
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2010.11b
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    • pp.688-691
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    • 2010
  • 본 논문에서는 이전에 개발된 만타형 무인 잠수정의 수학적 모델을 기초로 하여 모델 불확실성과 외란이 존재하는 경우에 강인한 제어 성능을 나타낼 수 있는 강인 제어기를 설계하였다. 제어기 설계는 수심 제어와 방향 제어로 분리하여 수행하였고, 이를 위하여 6자유도의 수학적 운동 방정식을 수심 및 방향 제어를 위한 운동 방정식으로 각각 표현하였다. 운동 방정식에 나타나는 유체력 계수에 불확실성이 존재하고 운항 중 발생하는 조류등을 외란이 존재하는 것으로 생각하고 강인 제어기를 설계하였다. 강인 제어기의 전체적인 구조는 백스테핑 방법을 사용하였고, 모델 불확실성과 조류를 외란으로 가정하여 외란의 영향을 효과적으로 감쇠시킬 수 있는 $L_2$-gain 분석 개념을 이용하였다. 시뮬레이션은 제어기 설계에 사용된 유체력 계수에 실제값과 차이를 주었고, 조류의 모델을 포함시켜 수행하였다. 시뮬레이션 결과는 모델 불확실성과 외란의 존재하는 경우에도 제어 성능에 큰 변화가 나타나지 않는 것을 보여 주었다.

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Robust Control of Earthquake Responses considering Higher Mode Uncertainty (고차 모우드 불확실성을 고려한 지진응답의 강인제어)

  • 고현무;박관순;박원석;조익선
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.2
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    • pp.99-108
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    • 2000
  • 구조물의 능동제어 시스템에서 제어기 설계에 사용되는 구조계의 모델과 실구조계의 차이는 시스템의 성능저하 및 불안정성을 유발할 수 있다 이연구에서는 무시된 고차모우드와 같이 주파수영역에서 표현되는 비구조적 불확실성에 대하여 시스템의 안정성을 보장하도록 강인성을 가지는 LQG/LTR제어이론을 사용하여 구조물의 지진응답제어에 효과적으로 사용할 수 있는 제어기 설계방법을 제시한다 특히 고층건물이나 교탑과 같은 구조물의 지진응답 제어에 적용할 수 있도록 각층의 절대 가속도를 측정변수로 층간상대변위를 제어변수로 설정하여 최적제어기를 구성한다 El Centro 지진압력을 받는 6자유도 전단빌딩모델에 대하여 제어기를 설계하거 수치모사를 수행하여 제시한 제어기가 안정도-강인성을 가지고 지진응답제어에 효과적임을 보인다.

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Vision-Based Robust Control of Robot Manipulators with Jacobian Uncertainty (자코비안 불확실성을 포함하는 로봇 매니퓰레이터의 영상기반 강인제어)

  • Kim, Chin-Su;Jie, Min-Seok;Lee, Kang-Woong
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.10 no.2
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    • pp.113-120
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    • 2006
  • In this paper, a vision-based robust controller for tracking the desired trajectory a robot manipulator is proposed. The trajectory is generated to move the feature point into the desired position which the robot follows to reach to the desired position. To compensate the parametric uncertainties of the robot manipulator which contain in the control input, the robust controller is proposed. In addition, if there are uncertainties in the Jacobian, to compensate it, a vision-based robust controller which has control input is proposed as well in this paper. The stability of the closed-loop system is shown by Lyapunov method. The performance of the proposed method is demonstrated by simulations and experiments on a two degree of freedom 5-link robot manipulators.

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Two Degree of Freedom Robust Controller Design of a Seeker Scan-Loop (탐색기 주사루프의 2자유도 강인제어기 설계)

  • Lee, Ho-Pyeong;Song, Chang-Seop
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.12 no.10
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    • pp.157-165
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    • 1995
  • The new formulation of designing the two degree of freedom(TDF) robust controller is proposed using $H_{\infty}$optimization and model matching method. In this formulation the feedback controller and feedforward controller are designed in a single step using $H_{\infty}$optimization procedure. Roughly speaking, the feedback controller is designed to meet robust stability and disturbance rejection specifications, while the feedforward controller is used to improve the robust model matching properties of the closed loop system. The proposed formulation will be illustrated and evaluated on a seeker scan-loop. And the performances of TDF robust controller are compared with those of the $H_{\infty}$ controller designed using Loop Shaping Design Procedure proposed by McFarlane and Glover.lover.

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Construction of the position control system by a Neural network 2-DOF PID controller (신경망 2자유도 PID저어기에 의한 위치제어시스템 구성)

  • 이정민;허진영;하홍곤;고태언
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2000.05a
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    • pp.378-385
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    • 2000
  • In this paper, we consider to apply of 2-DOF (Degree of Freedom) PID controller at D.C servo motor system. Many control system use I-PD , PID control system. but the position control system have difficulty in controling variable load and changing parameter. We propose neural network 2-DOF PID control system having feature for removal disturbrances and tracking function in the target value point. The back propagation algorithm of neural network used for tuning the 2-DOF parameter(${\alpha}$,${\beta}$,${\gamma}$,η). We investigate the 2-DOF PID control system in the position control system and verify the effectiveness of proposal method through the result of computer simulation.

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Robust Control Design for a Two-Wheeled Inverted Pendulum Mobile Robot (이륜 도립진자 이동로봇을 위한 강인제어기 설계)

  • Yoo, Dong Sang
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.26 no.1
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    • pp.16-22
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    • 2016
  • The research on two-wheeled inverted pendulum (TWIP) mobile robots has been ongoing in a number of robotic laboratories around the world. In this paper, we consider a robust controller design for the TWIP mobile robot driving on uniform slopes. We use a 2 degree-of-freedom (DOF) model which is obtained by restricting the spinning motion in a 3 DOF motion dynamic equation. In order to design the robust controller guaranteeing stability of the TWIP mobile robot driving on inclined surface, we propose a sliding mode control based on the theory of variable structure systems and design a sliding surface using the theory of the linear quadratic regulation (LQR). For simulation, the dynamic model of the TWIP mobile robot is constructed using Mathworks' Simulink and the sliding mode control is also implemented using Simulink. From simulation results, we show that the proposed controller effectively controls the TWIP mobile robot driving on slopes.

Robust Controller Design of Multivariable Plant using Sensitivity Minimization (감도 최소화 기법을 이용한 다변수 플랜트의 강인한 제어기 설계)

  • 이원규;김영달
    • The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.7 no.6
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    • pp.42-50
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    • 1993
  • In this paper the affect an inorganic filler and a f i n g up water absorption in epoxy composite material was represented. The results are summarized as follows ; 1. In the case of Sample 1, Sample 2 and a fillng up water absorption, the frequency depenence of E,' shows the straight characteristic underl4O0C. 2. Between lOOHz and 3kHz, the frequency dependency of tan8 is dominated by the loss of a dipole relaxation than the conductive loss for movement of a career. The effect of water absorption, is increased as the frequency is d e creased.

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Dynamic Positioning Control System Design for Surface Vessel: Observer Design Based on H Control Approach (수상선박의 위치 및 자세제어시스템 설계에 관한 연구 : 강인제어기법에 의한 관측기 설계)

  • Kim, Young-Bok
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.10
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    • pp.1171-1179
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    • 2012
  • In this study, we consider a dynamic positioning system (DPS) design problem that can be extended to many application fields. Toward this end, tracking and positioning control problems are discussed. In particular, we design a tracking control system that incorporates an observer based on the 2-DOF servo system design approach in order to obtain the desired state information. In the case of observer design, a weighted $H_{\infty}$ error bound approach for a state estimator is considered. Based on an algebraic Riccati equation (inequality) approach, a necessary and sufficient condition for the existence of a full-order estimator that satisfies the weighted $H_{\infty}$ error bound is introduced. The condition for the existence of the estimator is denoted by a linear matrix inequality (LMI) that yields an optimized solution and the observer gain.

A Study on 2-Degree-of-Freedom Controller Design of Magnetic Levitation System by $H_{\infty}$ Control ($H_{\infty}$ 제어기법에 의한 자기부상계의 2자유도 제어기 설계에 관한 연구)

  • 김창화;양주호;문덕홍
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.261-266
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    • 1995
  • 본 연구에서는 자기부상시스템에 대해 흡인식 자기부상방식을 채택하고 쇠구슬에 대한 운동을 상하 1자유도로 가정하여 운동방정식을 세운다. 이때 전자석이 자기 부상력은 전자석에 흐르는 전류와 인덕턴스의 함수라 가정하고, 모델의 불확실성은 자기부상계의 운동 방정식으로부터 선형화 할 때 발생하는 오차 및 파라미터 변동으로 생각한다. 또한 모델의 불확실성이 존재하더라도 정상편차 없이 부상하는 서보제어계를 설계한다. 그런데 저자등은 강인성 문제 및 정상편차 없는 것에 역점을 두어 H$_{\infty}$ 제어이론에 기초한 1형 로바스트 서보 제어기를 구하여 자기부상 시스템의 안정화 제어계로써 적용한 적이 있다. 이때 중심해 이외의 해를 이용하여 설계한 서보 제어계는 자기부상계의 과도상태시에 일어나는 오버슈트를 줄일 수 없었다. 따라서 시스템 내부 안정화를 위하여 H$_{\infty}$ 제어이론에 의해 설계된 피드백(feedback) 제어기와 물체가 부상할 때 오버슈트를 줄이고 제어량이 목표치에 잘 추종하기 위해 설계된 피드 포워드(feed forward) 제어기로써 2자유도를 갖는 제어계를 설계한다. 이렇게 설계한 2자유도 제어계를 가지고 모의 응답실험과 본 연구자들이 만든 자기부상 시스템의 실험결과를 비교함으로써 설계된 제어기의 타당성을 조사한다.

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