• 제목/요약/키워드: Controller Scheduling

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선박의 동적위치유지 시스템을 위한 Sliding Mode 제어 연구 (A Study on a Sliding Mode Control Algorithm for Dynamic Positioning System of a Vessel)

  • 김영식;홍장표
    • 한국항해항만학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.256-270
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    • 2023
  • 본 연구에서는 선박 또는 해양구조물에 설치되는 터렛(Turret)과 같이 제어 대상의 무게 중심 주변이 아닌 임의 지점을 운동 중심으로 선정하여 제어할 수 있는 동적위치유지(Dynamic positioning; DP)용 슬라이딩모드(Sliding mode) 제어기를 연구하였다. 이러한 슬라이딩모드 제어기는 선박 및 해양구조물 동역학 모델의 불확실성, 시공간에서 변화하는 미지의 해양환경에 의한 외력, DP 제어시스템의 과도 성능을 고려한 제어가 가능하다. 선박 및 해양구조물의 임의 지점을 기준으로 제어하기 위해 제어 대상의 기구학 방정식에 포함되는 자코비안(Jacobian) 행렬을 수정하여 슬라이딩모드 제어기를 설계하였다. 제어기의 강건성(Robustness)을 확보하기 위해 슬라이딩모드 제어기 설계에 리아프노프(Lyapunov) 안정도 판별 이론을 적용하였다. 일반적으로 DP 제어에서 제어기의 강건성 확보를 위해 PD(Proportional derivative) 제어 알고리즘 기반의 이득 스케줄링(Gain scheduling)을 사용한다. 그러나 이득 스케줄링을 적용하기 위한 적절한 이득을 찾는 것은 DP 시스템 적용을 복잡하게 만든다. 따라서 본 연구에서는 이러한 선박 및 해양구조물 DP 제어기의 복잡성을 해소하기 위해 슬라이딩모드 제어 알고리즘을 고려하였다. 제안된 슬라이딩모드 제어 알고리즘의 유효성을 검증하기 위해 시간 영역 시뮬레이션을 구현하였으며, 제어 알고리즘의 성능평가에 활용되었다. 제안된 슬라이딩모드 제어기의 유효성 검토를 위해 일반적인 PD 제어 알고리즘을 적용한 DP 제어 시뮬레이션 결과와 비교하였다.

Heuristic Task Allocation for Multiprocessor Controller Systems Considering Shared Resource Access

  • Seon, Ryou-Myung;Hyun, Kwon-Wook
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.140.3-140
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    • 2001
  • This paper analyzes a blocking that is due to shared resource in multiprocessor system. A proposed analysis for shared resource suggests a scalable and amendable scheduling method about task allocation. An equation of shared resource blocking is proposed by a throughput at common bus and a ratio of throughput during time period, it is included a parameter of tasks scheduling. Using this equation, a new guideline for task allocation of multiprocessor is presented. Finally, in proposed system a model simulations for the proposed blocking model is given by a deterministic ratio of shared resource.

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Fuzzy PI with Gain Scheduling Control for a Flexible Joint Robot

  • Hidenori, Kimura;Lee, Sang-Gu
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.93.2-93
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    • 2001
  • This paper presents the implementation of fuzzy PI gain scheduling controller (FPICGS) for controlling flexible joint robot arms with uncertainties from time-varying load. The term FPICGS is called based on a combination of fuzzy PI control scheme with a set of rule bases. Principle of design for a FPICGS is given along with the implementation of the designed computer aided control system. The experiment reveals an effectiveness of the proposed control scheme for flexible joint robot arms driven by a DC motorhooked with a spring which both parameters are completely unknown parameters ...

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MAP 대응 FA 시스템에의 Expert 시스템의 활용에 대하여

  • 이봉진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.7-14
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    • 1988
  • 작업물(Work)을 기계에 장입출, 가공에 필요한 공구류의 공급 등이 완전 자동화 된 기존의 사출성형기 Series를 제조하는 FA Systme은, MAP 대응의 FA System 으로 개량되었다. 이 논문은, MAP 대응 새 FA 시스템의 MAP에서 분산.통괄의 역할을 하도록 개발된 Cell controller의 정보관리기능 가운데 하나의 응용으로서 제조공정을 자동적으로 Scheduling 하는데 Expert 시스템(전문가시스템)을 적용한 idea를 소개하는 것이다. 이 idea의 적용 으로 인하여 제조공정의 scheduling 작염은 종래의 주단위로 부터 일일단위의 작업으로 처리가 가능해졌고, 또, 공구수명관리기능의 부가로 무인운전시의 기계의 가공율도 종래보다도 녹일 수가 있었다.

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Fuzzy Estimator for Gain Scheduling and its Application to Magnetic Suspension

  • Lee, S.H.;J.T. Lim
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.382-382
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    • 2000
  • The external force disturbance is the one of the main causes that deteriorate the performance of the magnetic suspension. Thus, this paper develops a fuzzy estimator for gain scheduling control of magnetic suspension systems suffering from the unknown disturbance. The proposed fuzzy estimator computes the disturbance injected to the plant and the gain scheduled controller generates the corresponding stabilizing control input associated with the estimated disturbance. In the simulation results we confirm the novelty of the proposed control scheme comparing with the other method using a feedback linearization.

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이득계획제어에 의한 자기부상시스템의 부상제어기 설계 (A Design of Suspension Controller for Magnetic Levitation System Using Gain Scheduling Control)

  • 변윤섭;조태신;김영철
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권6호
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    • pp.57-66
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    • 1999
  • 본 논문에서는 자기부상시스템의 부상제어기 설계방법을 제시한다. 국내에서는 여러 이점을 갖는 상전도부상방식에 관한 연구가 주로 수행되고 있다. 그러나 이 상전도 부상시스템은 높은 비선형성과 불안정성을 갖기 때문에 여러 외부조건에 대해서 견실한 안정도와 높은 정밀도를 유지하는 부상제어기 설계는 매우 어려운 문제이다. 본 논문에서는 극배치방식에 근거한 이득계획제어 설계기법과 LQG방식에 근거한 이득계획제어 설계기법을 제시하고 제어성능을 모의 실험을 통하여 보인다.

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선형 시변시스템을 위한 신경망 기반의 새로운 이득계획 QFT 기법 (A New Gain Scheduled QFT Method Based on Neural Networks for Linear Time-Varying System)

  • 최재원;임기홍
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제6권9호
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    • pp.758-767
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    • 2000
  • The properties of linear time-varying(LTV) systems vary because of the time-varying property of plant parameters. The generalized controller design method for linear time-varying systems does not exit because the analytic soultion of dynamic equation has not been found yet. Hence, to design a controller for LTV systems, the robust control methods for uncertain LTI systems which are the approximation of LTV systems have been generally ised omstead. However, these methods are not sufficient to reflect the fast dynamics of the original time-varying systems such as missiles and supersonic aircraft. In general, both the performance and the robustness of the control system which is designed with these are not satisfactory. In addition, since a better model will give the more robustness to the controlled system, a gain scheduling technique based on LTI controller design methods has been uesd to solve time problem. Therefore, we propose a new gain scheduled QFT method for LTV systems based on neural networks in this paper. The gain scheduled QFT involves gain dcheduling procedured which are the first trial for QFT and are well suited consideration of the properties of the existing QFT method. The proposed method is illustrated by a numerical example.

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무게 변화에 따른 차륜형 밸런싱 로봇의 제어기 설계 및 실험연구 (Experimental Studies of Controller Design for a Car-like Balancing Robot with a Variable Mass)

  • 김현욱;정슬
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.469-475
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    • 2010
  • 본 논문에서는 두 바퀴로 구동되는 역진자기반의 1인승 차량의 안정적인 균형을 위해 제어기를 설계하였다. 탑승자의 몸무게에 따라 전체 질량이 달라지므로 그에 따른 PID 제어기의 이득값을 실험적으로 구하였다. 이 때 탑승자의 몸무게에 따라 무게 중심이 달라지게 되는데, 이는 밸런싱 각도에 영향을 미치게 된다. 따라서, 안정적인 균형을 이루기 위해서는 몸무게에 따른 목표 밸런싱 각도를 수정하여 제어해야 한다. 다양한 탑승자의 몸무게를 측정하기 위해 차량에 체중계를 달고 측정된 체중 데이터를 컴퓨터로 전송하여 제어기에 적용하였다. 다양한 실험으로 얻은 정보를 사용하여 제어기의 게인 스케줄링을 통하여 보다 안정적인 균형을 유지할 수 있었다.

Gain-Scheduling 기법을 이용한 크레인의 흔들림 제어에 관한 연구 (A Study on the Sway Control of a Crane Based on Gain-Scheduling Approach)

  • 김영복
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권7호
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    • pp.53-64
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    • 2001
  • The gain-scheduling control technique is vary useful in the control problem incorporating time varying parameters which can be measured in real time. Based on these facts, in this paper the sway control problem of the pendulum motion of a container hanging on the trolly, which transports containers from a container ship to trucks, is considered. In the container crane control problem, suppressing the residual swing motion of the container at the end of acceleration, deceleration or the case of that the unexpected disturbance input exists is main issue. For this problem, in general, the trolley motion control strategy is introduced and applied. But, in this paper, we introduce and synthesize a new type of swing motion control system. In this control system, a small auxiliary mass is installed on the spreader. And the actuator reacts against the auxiliary mass, applying inertial control forces to the container to reduce the swing motion in the desired manner. In this paper, we assume that an plant parameter is varying and apply the gain-scheduling control technique design the anti-swing motion control system for the controlled plant. In this control system, the controller dynamics are adjusted in real-time according to time-varying plant parameters. And the simulation result shows that the proposed control strategy is shown to be useful to the case of time-varying system and, robust to disturbances like winds and initial sway motion.

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승용디젤엔진의 공연비 제어 알고리즘을 위한 모델기반 게인 스케줄링 전략에 대한 연구 (Model-based Gain Scheduling Strategy for Air-to-fuel Ratio Control Algorithm of Passenger Car Diesel Engines)

  • 박인석;홍승우;선우명호
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.56-64
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    • 2015
  • This study presents a model-based gain scheduling strategy for PI-based EGR controllers. The air-to-fuel ratio is used as an indirect measurement of the EGR rate. In order to cope with the nonlinearity and parameter varying characteristics of the EGR system, we proposed a static gain model of the EGR system using a new scheduling parameter. With the 810 steady-state measurements, the static gain model achieved 0.94 of R-squared value. Based on the static gain of the EGR system, the PI gains were robustly designed using quantitative feedback theory. Consequently, the gains of the PI controller are scheduled according to the static gain parameter of the EGR path in runtime. The proposed model-based gain scheduling strategy was validated through various operating conditions of engine experiments such as setpoint step responses and disturbance rejections.