• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2002.12a
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• pp.80-83
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• 2002

정밀한 서보기술에 바탕을 두고 있는 산업용 로봇 팔은 기계적인 강성도와 서보기구들로 인하여 정확한 제어가 가능하다 그러나 로봇팔은 동작중비 관성모멘트의 변화와 기하학적인 구조로 인하여 비선형적인 시스템이다. 특히 관성모멘트의 변화는 로봇팔의 회전속도와 로봇팔이 이동시키는 대상물의 무게 등에 따라 관성모멘트는 변할 수 있다. 이로 인하여 관성모멘트의 변화에 따라 로봇팔의 정확한 위치제어가 힘들어진다. 따라서 본 논문에서는 관성모멘트의 변화에도 불구하고 강인한 응답특성을 나타내는 제어기의 설계가 요구된다. 일반적으로 PID .제어기는 설계의 용이성으로 산업현장에서 널리 사용된다. 그러나 PIB 제어기의 각 계수값을 설정하는데 많은 어려움이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 PID 제어기의 각 계수 값을 퍼지알고리즘을 이용하여 자동으로 설계할 수 있는 자기동조 PID 제어기를 설계한다.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.21 no.4
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• pp.354-365
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• 1993

A novel control method with automatic tuning of PID controller parameters has been developed for efficient regulation of dissolved oxygen concentration in fed-batch fermentations of Escherichia coli. Agitation speed and oxygen partial pressure in the inlet gas stream were chosen to be the manipulated variables. A heuristic reasoning allowed improved tuning decisions from the supervision of control performance indices and it coule obviate the needs for process assumptions or disturbance patterns. The control input consisted of feedback and feedforword parts. The feedback part was determined by PID control and the feedforward part is determined from the feed rate. The proportional gain was updated on-line by a set of heuristics rules based on the supervision of three performance indices. These indices were output error covariance, the average value of output error, and input covariance, which were calculated on-line using a moving window. The integral and derivative time constants were determined from the period of output response. The specific growth rate was maintained at a low level to avoid acetic acid accumulation and thus to achieve a high cell density. The specific growthe rate was estimated from the carbon dioxide evolution rate. In fed-batch fermentation, the simutaneous control of dissolved oxygen concentration (at 0.2; fraction of saturated value) and specific growth rate (at 0.25$hr^{-1}$) was satisfactory for the entire culture period in spite of the changes in the feed rate and the switching of control input.

• Journal of Power Electronics
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• v.3 no.2
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• pp.99-114
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• 2003

This paper presents a feasible development on a highly accurate quick response adjustable speed drive implementation fur general purpose induction motor which operates on the basis of sensorless slip frequency type vector controlled sine-wave PWM inverter with an automatic tuning machine parameter estimation schemes. In the first place, the sensorless vector control theory on the three-phase voltage source-fed inverter induction motor drive system is developed in slip frequency based vector control principle. In particular, the essential procedure and considerations to measure and estimate the exact stator and rotor circuit parameters of general purpose induction motor are discussed under its operating conditions. The speed regulation characteristics of induction motor operated by the three-phase voltage-fed type current controlled PWM inverter using IGBT's is illustrated and evaluated fur machine parameter variations under the actual conditions of low frequency and high frequency operations for the load torque. In the second place, the variable speed induction motor drive system, employing sensorless vector control scheme which is based on three -phase high frequency carrier PWM inverter with automatic toning estimation schemes of the temperature -dependent and -independent machine circuit parameters, is practically implemented using DSP-based controller. Finally, the dynamic speed response performances for largely changed load torque disturbances as well as steady state speed vs. torque characteristics of this induction motor control implementation are illustrated and discussed from an experimental point of view.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07b
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• pp.794-796
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• 1999

본 논문에서는 3상 유도전동기의 속도를 제어하는데 기존 제어기의 문제점을 해결하고 최적화하기 위해서 유전자 알고리즘을 이용한 하이브리드 퍼지 -PID(HFPID) 제어기를 고안하고, 이에 대한 파라미터 설정 방법을 제안한다. 유도전동기의 제어는 지연시간이 길고, 비선형성이 강하며, 부하변동이 잦은 프로세스이기 때문에, 기존의 제어방식으로는 만족할만한 결과를 얻을 수 없다. 제안한 하이브리드 퍼지-PID 제어기는 PID 제어기의 장점인 과도기의 우수성과 퍼지 제어기의 장점인 정상기의 우수성을 퍼지 변수로 결합시켜 설계한다. 이 제어기에 유전자 알고리즘을 적용하여 최적의 퍼지 및 PID 파라미터를 설정하다. 그리고 이 제어기를 3상 유도전동기의 속도 제어에 응용한다. 또한 속도오차에 대한 룩업 표를 만들어 온라인 실시간 제어를 가능하게 한다. 이상의 과정을 3상 유도전동기에서 컴퓨터 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과를 비교해 볼 때, 하이브리드 퍼지-PID 제어기는 기존의 제어기 보다 전동기의 속도 및 토크성분 전류 둥의 특성에서 우수한 성능을 보였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.06a
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• pp.25-28
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• 2002

본 논문은 마이크로 프로세스로 처리되는 여러 제어장치들 중에서 PI제어기의 최적 자동동조에 관한 개선된 방법을 제안하고자 한다. 이 방법은 Relay 자동동조 법으로서 이를 마이크로 프로세스에 응용하여 제어대상에 최적의 PI계수를 입력하게된다. 이를 위해 먼저 Computer와 DSP사이에 통신이 가능하도록 RS-232를 설치하고, 컴퓨터의 제어신호에 따라 모터의 속도가 Relay와 PI제어기에 의해 목표값에 도달할 수 있도록 설계하였다. 내부적으로 사용된 Relay 동조방식은 Relay로 제어대상의 출력을 강제로 진등시켜서 출력의 진폭과 주기를 이용하여 PI 계수를 조정하고 제어기의 입력값으로 선택된다. Relay동조 법은 동조과정이 간단하여 동조 방식의 구현이 쉽다. 또 위상여유를 고려하여 제어기의 계수를 조정하기 때문에 시스템의 견실성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 비례 제어만으로 임계 진동을 하지 않는 시스템의 경우에도 사용할 수 있고, 원점에 극점이 있는 경우에도 적용할 수 있어서 기존의 제어방식이 가지는 제약성의 한계를 극복할 수 있어서 적용성이 우수하다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1996.07b
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• pp.1377-1379
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• 1996

In this paper, each parameter was identified by the gradient descent method to overcome difficulty deciding fuzzy rules of FLC for the unknown process and the type of membership Junctions. Usually PID or optimal control theories have been mostly usee in control field so far. However, optimal control requires much time for calculation because of adaptation for disturbance and nonlinearity. And intricate technique such as MRAS which can be realized only by an expert are limited to be used in the systems requiring rapid and precise response because of comparatively longer calculating time and complicateness. Gradient descent method is a method to find Z minimizing a function about a certain vector Z. And required output of FLC is gained using gradient approaching method in order to adapt control rule parameters of FLC. Simulation proved validation of this algorithm.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 1991.10b
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• pp.1659-1663
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• 1991

A new control design methodology is presented here which is based on a nonlinear time-series reference model. It is indicated by highly nonlinear simulations that such designs successfully stabilize troublesome aircraft maneuvers undergoing large changes in angle of attack as well as large electric power transients due to line faults. In both applications, the nonlinear controller was significantly better than the corresponding linear adaptive controller. For the electric power network, a flexible a.c. transmission system (FACTS) with series capacitor power feedback control is studied. A bilinear auto-regressive moving average (BARMA) reference model is identified from system data and the feedback control manipulated according to a desired reference state. The control is optimized according to a predictive one-step quadratic performance index (J). A similar algorithm is derived for control of rapid changes in aircraft angle of attack over a normally unstable flight regime. In the latter case, however, a generalization of a bilinear time-series model reference includes quadratic and cubic terms in angle of attack. These applications are typical of the numerous plants for which nonlinear adaptive control has the potential to provide significant performance improvements. For aircraft control, significant maneuverability gains can provide safer transportation under large windshear disturbances as well as tactical advantages. For FACTS, there is the potential for significant increase in admissible electric power transmission over available transmission lines along with energy conservation. Electric power systems are inherently nonlinear for significant transient variations from synchronism such as may result for large fault disturbances. In such cases, traditional linear controllers may not stabilize the swing (in rotor angle) without inefficient energy wasting strategies to shed loads, etc. Fortunately, the advent of power electronics (e.g., high-speed thyristors) admits the possibility of adaptive control by means of FACTS. Line admittance manipulation seems to be an effective means to achieve stabilization and high efficiency for such FACTS. This results in parametric (or multiplicative) control of a highly nonlinear plant.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06a
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• pp.17-18
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• 2007

데이터베이스 튜닝은 일반적으로 데이터베이스 어플리케이션을 "좀 더 빠르게" 실행하게 하는 일련의 활동을 뜻한다[1]. 데이터베이스 관리자가 튜닝에 필요한 주먹구구식 룰(Rule of thumb)들을 모두 파악 하고 상황에 맞추어 적용하는 것은 비싼 비용과 오랜 시간을 요구한다. 그렇게 때문에 서로 다른 어플 리케이션들이 맞물려 있는 복잡한 서비스는 필수적으로 자동화된 데이터베이스 성능 관리와 튜닝을 필 요로 한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여 지식 도매인(Knowledge Domain)을 기초로 한 자동화 된 데이터베이스 튜닝 원칙(Tuning Principle)을 제시하는 시스템을 제안한다. 각각의 데이터베이스 튜닝 이론들은 지식 도매인의 지식으로 활용되며, 성능에 영향을 미치는 요소들을 개체(Object)와 콘셉트 (Concept)로 구성하고 추론 시스템을 통해 튜닝 원칙을 추론하여 쉽고 빠르게 현재 상황에 맞는 튜닝 방법론을 적용시킬 수 있다. 자동화된 데이터베이스 튜닝에 대해 여러 분야에 걸쳐 학문적인 연구가 이루어지고 있다. 그 예로써 Microsoft의 AutoAdmin Project[2], Oracle의 SQL 튜닝 아키텍처[3], COLT[4], DBA Companion[5], SQUASH[6] 등을 들 수 있다. 이러한 최적화 기법들을 각각의 기능적인 방법론에 따라 다시 분류하면 크게 Design Tuning, Logical Structure Tuning, Sentence Tuning, SQL Tuning, Server Tuning, System/Network Tuning으로 나누어 볼 수 있다. 이 중 SQL Tuning 등은 수치적으로 결정되어 이미 존재하는 정보를 이용하기 때문에 구조화된 모델로 표현하기 쉽고 사용자의 다양한 요구에 의해 변화하는 조건들을 수용하기 쉽기 때문에 이에 중점을 두고 성능 문제를 해결하는 데 초점을 맞추었다. 데이터베이스 시스템의 일련의 처리 과정에 따라 DBMS를 구성하는 개체들과 속성, 그리고 연관 관계들이 모델링된다. 데이터베이스 시스템은 Application / Query / DBMS Level의 3개 레벨에 따라 구조화되며, 본 논문에서는 개체, 속성, 연관 관계 및 데이터베이스 튜닝에 사용되는 Rule of thumb들을 분석하여 튜닝 원칙을 포함한 지식의 형태로 변환하였다. 튜닝 원칙은 데이터베이스 시스템에서 발생하는 문제를 해결할 수 있게 하는 일종의 황금률로써 지식 도매인의 바탕이 되는 사실(Fact)과 룰(Rule) 로써 표현된다. Fact는 모델링된 시스템을 지식 도매인의 하나의 지식 개체로 표현하는 방식이고, Rule 은 Fact에 기반을 두어 튜닝 원칙을 지식의 형태로 표현한 것이다. Rule은 다시 시스템 모델링을 통해 사전에 정의되는 Rule와 튜닝 원칙을 추론하기 위해 사용되는 Rule의 두 가지 타업으로 나뉘며, 대부분의 Rule은 입력되는 값에 따라 다른 솔루션을 취하게 하는 분기의 역할을 수행한다. 사용자는 제한적으로 자동 생성된 Fact와 Rule을 통해 튜닝 원칙을 추론하여 데이터베이스 시스템에 적용할 수 있으며, 요구나 필요에 따라 GUI를 통해 상황에 맞는 Fact와 Rule을 수동으로 추가할 수도 었다. 지식 도매인에서 튜닝 원칙을 추론하기 위해 JAVA 기반의 추론 엔진인 JESS가 사용된다. JESS는 스크립트 언어를 사용하는 전문가 시스템[7]으로 선언적 룰(Declarative Rule)을 이용하여 지식을 표현 하고 추론을 수행하는 추론 엔진의 한 종류이다. JESS의 지식 표현 방식은 튜닝 원칙을 쉽게 표현하고 수용할 수 있는 구조를 가지고 있으며 작은 크기와 빠른 추론 성능을 가지기 때문에 실시간으로 처리 되는 어플리케이션 튜닝에 적합하다. 지식 기반 모률의 가장 큰 역할은 주어진 데이터베이스 시스템의 모델을 통하여 필요한 새로운 지식을 생성하고 저장하는 것이다. 이를 위하여 Fact와 Rule은 지식 표현 의 기본 단위인 트리플(Triple)의 형태로 표현된다, 트리플은 Subject, Property, Object의 3가지 요소로 구성되며, 대부분의 Fact와 Rule들은 트리플의 기본 형태 또는 트리플의 조합으로 이루어진 C Condition과 Action의 두 부분의 결합으로 구성된다. 이와 같이 데이터베이스 시스템 모델의 개체들과 속성, 그리고 연관 관계들을 표현함으로써 지식들이 추론 엔진의 Fact와 Rule로 기능할 수 있다. 본 시스템에서는 이를 구현 및 실험하기 위하여 웹 기반 서버-클라이언트 시스템을 가정하였다. 서버는 Process Controller, Parser, Rule Database, JESS Reasoning Engine으로 구성 되 어 있으며, 클라이 언트는 Rule Manager Interface와 Result Viewer로 구성되어 었다. 실험을 통해 얻어지는 튜닝 원칙 적용 전후의 실행 시간 측정 등 데이터베이스 시스템 성능 척도를 비교함으로써 시스템의 효용을 판단하였으며, 실험 결과 적용 전에 비하여 튜닝 원칙을 적용한 경우 최대 1초 미만의 전처리에 따른 부하 시간 추가와 최소 약 1.5배에서 최대 약 3배까지의 처리 시간 개선을 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 튜닝 원칙을 자동으로 생성하고 지식 형태로 변형시킴으로써 새로운 튜닝 원칙을 파생하여 제공하고, 성능에 영향을 미치는 요소와 함께 직접 Fact과 Rule을 추가함으로써 커스터마이정된 튜닝을 수행할 수 있게 하는 장점을 가진다. 추후 쿼리 자체의 튜닝 및 인텍스 최적화 등의 프로세스 자동화와 Rule을 효율적으로 정의하고 추가하는 방법 그리고 시스템 모델링을 효과적으로 구성하는 방법에 대한 연구를 통해 본 연구를 더욱 개선시킬 수 있을 것이다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.24 no.3
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• pp.219-232
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• 2013

This paper presents a microstrip antenna which recovers its resonant frequency and impedance shifted automatically by the approach of other objects such as hands. This can be used for telemetry sensor applications in the ultrahigh frequency(UHF) industrial, scientific, and medical(ISM) band. It is the key element that an frequency-reconfigurable antenna could be electrically controlled. This antenna is miniaturized by loading the folded plates at both radiating edges, and varactor diodes are installed between the radiating edges and the ground plane to control the resonant frequency by adjusting the DC bias asymmetrically. Using this voltage-controlled antenna and the micro controller peripheral circuits of reading the returned level, the antenna is designed and fabricated which recovers its resonant frequency and impedance automatically. Designed frequency auto recovering antenna is conformed to be recovered within a few seconds when the resonant frequency and impedance are shifted by the approach of other objects such as hand, metal plate, dielectric and so on.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.5 no.1
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• pp.52-64
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• 1995

Robot manipulator is a highly nonlinear-time varying system. Therefore, a lot of control theory has been applied to the system. Robot manipulator has two types of control; one is path planning, another is path tracking. In this paper, we select the path tracking, and for this purpose, propose the intelligent control¬ler which is combined with fuzzy logic and neural network. The fuzzy logic provides an inference morphorlogy that enables approximate human reasoning to apply to knowledge-based systems, and also provides a mathematical strength to capture the uncertainties associated with human cognitive processes like thinking and reasoning. Based on this fuzzy logic, the fuzzy logic controller(FLC) provides a means of converhng a linguistic control strategy based on expert knowledge into automahc control strategy. But the construction of rule-base for a nonlinear hme-varying system such as robot, becomes much more com¬plicated because of model uncertainty and parameter variations. To cope with these problems, a auto-tuning method of the fuzzy rule-base is required. In this paper, the GA-based Fuzzy-Neural control system combining Fuzzy-Neural control theory with the genetic algorithm(GA), that is known to be very effective in the optimization problem, will be proposed. The effectiveness of the proposed control system will be demonstrated by computer simulations using a two degree of freedom robot manipulator.