본 논문에서는 Nakagami-m 페이딩 채널을 Finite-State Markov Channel (FSMC)로 모델링하고, 채널 상태 변화에 따른 통신 시스템의 성능을 분석하였다. 고려한 FSMC 모델에서는 수신 신호의 신호 대 잡음 전력비를 유한개의 구간으로 나눠 각각의 구간을 Markov 체인의 상태로 대응한다. 각 상태는 무기억 이진 대칭 통신로로 가정하고, 한 상태에서 다른 상태로의 천이는 Markov 천이를 따른다고 가정한다. 수치 해석을 통해 각 상태에 있어서의 평균 심볼 오율, 정상 상태 확률 그리고 상태 천이 확률을 구하여 FSMC 모델을 구성하였고, 상태 천이 지수를 변경함으로써 여러 페이딩 환경을 FSMC 모델로 나타낼 수 있음을 확인하였다. 상태 천이 지수가 클 경우인 빠른 페이딩 채널에서는 채널이 i.i.d. 특성을 나타내게 되며, 상태 천이 지수가 작을 경우인 느린 페이딩 채널은 인접한 상태로의 천이만 발생하는 간단한 FSMC 모델로 표현될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 제안한 FSMC 모델의 응용 예로써, 여러 채널 환경에서 랜덤 에러 정정 부호의 부호화 이득의 차이를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교, 분석하였다.
본 연구는 팽이버섯 재배 후 폐기물로 방치되어온 팽이 버섯 폐 배지를 거세한우 사육용 조사료로의 사료적 가치를 규명하기 위해 반추위 누관이 장착된 면양 3두를 이용한 대사시험과 12개월령의 거세한우 24두를 이용하여 20개월령까지 8개월간 사양 실험을 실시하였다. 대사시험의 경우 시판 한우 비육 전기용 배합사료(70%)와 볏짚(30%, 건물 기준)을 급여하였으며(대조구, CON) 시험구의 경우 발효 팽이버섯 폐 배지(fermented spent mushroom compost, FSMC)를 대조구 볏짚 급여량의 30% (FSMC-30) 또는 60% (FSMC-60, 건물 기준) 수준으로 대치하여 급여하였다. 거세한우를 대상으로 한 사양시험 사료 역시 대사시험과 동일한 방법으로 제조된 발효 팽이버섯 폐 배지를 동일한 비율로 볏짚을 대치하여 급여하였다. 면양 반추위액의 pH는 발효팽이버섯 폐 배지가 포함된 시험사료(FSMC-30 및 FSMC-60)에 의한 영향을 받지 않았다. 반추위액의 암모니아의 농도는 사료 급여 후 3시간에서 볏짚의 60%를 FSMC로 대치하여 급여한 처리구(FSMC-60)에서 암모니아 농도가 가장 높았다(P<0.045). Acetate 조성비율은 사료 급여 후 1시간 및 3시간에서 볏짚대신 발효팽이버섯 폐 배지를 60% 대치 급여한 처리구(FSMC-60)에 비하여 볏짚을 급여한 대조구에서 더 높았다(P<0.001). 이와는 반대로 propionate 조성 비율은 모든 반추위액 채취 시간에 걸쳐 FSMC-60 처리구에서 가장 높은 것으로 나타났다(P<0.027~P<0.002). Butyrate의 경우 타 처리구에 비하여 볏짚대신 발효팽이버섯 폐 배지를 30% 대치 급여한 처리구(FSMC-30)에서 사료 급여 30분 전(P<0.031)과 급여 후 1시간(P<0.011) 및 6시간(P<0.039)에 높은 조성 비율을 보였다. Propionate에 대한 acetate의 비율($C_2/C_3$)은 FSMC-60 처리구에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 시험사료의 건물(EDDM), 조단백질(EDCP), 조지방(EDEE) 및 NDF(EDNDF) 유효 분해율은 볏짚에 대한 발효팽이버섯 폐 배지 대치에 의한 영향을 받지 않은 것으로 조사되었다. 조단백질(P<0.031)과 NDF (P<0.006)의 전장 소화율은 조사료로서 볏짚만을 급여한 처리구에서 높았지만 발효팽이버섯 폐 배지를 볏짚의 60% 수준으로 대치 급여한 처리구(FSMC-60)에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 거세한우의 총 증체량 및 평균 일당증체량은 시험사료에 의한 영향을 받지 않았다.
Salam, Ahmed Abdul;Sheriff, Ray;Al-Araji, Saleh;Mezher, Kahtan;Nasir, Qassim
ETRI Journal
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제39권5호
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pp.718-728
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2017
Empirical modeling of wireless fading channels using common schemes such as autoregression and the finite state Markov chain (FSMC) is investigated. The conceptual background of both channel structures and the establishment of their mutual dependence in a confined manner are presented. The novel contribution lies in the proposal of a new approach for deriving the state transition probabilities borrowed from economic disciplines, which has not been studied so far with respect to the modeling of FSMC wireless fading channels. The proposed approach is based on equal portioning of the received signal-to-noise ratio, realized by using an alternative probability construction that was initially highlighted by Tauchen. The associated statistical procedure shows that a first-order FSMC with a limited number of channel states can satisfactorily approximate fading. The computational overheads of the proposed technique are analyzed and proven to be less demanding compared to the conventional FSMC approach based on the level crossing rate. Simulations confirm the analytical results and promising performance of the new channel model based on the Tauchen approach without extra complexity costs.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권12호
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pp.4324-4342
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2014
Previous papers analyzed the throughput performance of the CDMA ALOHA system in Rayleigh fading channel, but they assume that the channel coefficient of Rayleigh fading was the same in the whole packet, which is not realistic. We recently proposed the finite-state Markov channel (FSMC) model to the throughput analysis of DS uncoded CDMA/unslotted ALOHA networks for fixed length data traffic in the mobile environment. We now propose the FSMC model to the throughput analysis of coded DS CDMA/unslotted ALOHA networks with variable length data traffic and one or two user classes in the mobile environment. The proposed DS CDMA/unslotted ALOHA wireless networks for two user classes with access control can maintain maximum throughput for the high priority user class under high message arrival per packet duration.
일반적인 산업현장에서 많이 사용되는 이중탱크 시스템은 동작점 근방에서 선형화하는 고전제어기법을 사용한 것으로서 큰 시간지연과 비선형성으로 인해 정확한 수학적 모델링이 어렵고 모델링을 하더라도 넓은 동작 영역에서 만족스로운 결과를 얻기 어렵다. 따라서, 비교적 모델링에 대한 의존도가 낮은 퍼지, 신경회로망, 유전알고리즘 등의 지능제어 기법들도 제안되고 있다. 그러나 이들 제어기 역시 외란이나 다양한 동작 모드들에 따른 제어기 변수들의 적응성 저하로 인해 안정화 가능 영역이 협소해 지는 것은 물론 시스템의 불안정 현상도 초래한다. 이에 반해, SMC(sliding mode controller)는 변수의 변동, 외란에 둔감한 강점을 갖고 있지만, 시스템의 상태에 따른 슬라이딩 평면 설정의 곤란성과 채터링(chattering)이 존재하는 문제점 이 있다. 따라서 본 논문에서는 이중 탱크 시스템의 정밀한 수위 제어를 위하여, GA과 FLC를 사용하여 최적 변수로 설정 할 수 있게 하고, 채터링 저감을 위해 시스템 동특성 변동과 외란 에 강인한 GA-FSMC(genetic algorithm fuzzy sliding mode controller)를 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 종래의 제어기의 제어결과와 비교함으로써 제안하는 GA-FSMC의 우수성을 입증하고자 한다.
Even though, tanks are used at the many industry plants, it is very difficult to control the tank level without any overflow and shortage; moreover, cause of its complication of dynamics and nonlinearity, it's impossible to realize the accurate control using the mathematical model which can be applied to the various operation modes. However, the sliding mode controller(SMC) is known as having the robust variable structures for the nonlinear control systems with the parametric perturbations and with the sudden disturbances. It's difficult to find SMC's parameters, and SMC is bring chattering which injures actuator and increases error. In this paper, Genetic Aloglism based Fuzzy Sliding Mode Controller(GA-FSMC) for the precise control of the coupled tank level was proposed. Genetic Algolism and Fuzzy logic are adapted to find SMC's parameters and reduce the chattering. The simulation result is shown that the tank level could be satisfactorily controlled with less overshoot and steady-state error by the proposed GA-FSMC.
In this paper we introduce a modeling of wheeled mobile robot with a differential drive derived by R.M. DeSantis and using the dynamics model-ing with some disturbance term we control the wheeled mobile robot using fuzzy sliding mode control(FSMC) method. In a fuzzy control approach it is very difficult to prove the stability of the fuzzy controller. Therefore, to overcome that difficult proof of the stability in a fuzzy control method, we first propose a sliding mode controller and prove the stability of the proposed controller. Next, transforming the proposed sliding mode controller into a fuzzy sliding mode controller without changing the basic structure of the sliding mode con-troller, we easily obtain a fuzzy sliding mode con-troller(FSMC) whose stability is guaranteed with-out difficult stability proof procedure of the proposed FSMC.
Variable Structure Controller(VSC) is usually known to have robustness to bounded exogenous disturbances. The robustness is attributed to the discontinuous term in the control input. However, this discontinuous term also causes an undesirable effect called chattering. To alleviate chattering, a hybrid controller consisting of VSC and Fuzzy Logic Controller(FLC) is proposed, which belongs to the category of Fuzzy Sliding Mode Controller(FSMC). The role of FLC in FSMC is to replace a fixed gain of a discontinuous term with a time-varying one based on a specified rule base. The characteristics of proposed controller are shown to be similar to those of VSC with a saturation function instead of sign function. The only remarkable difference is the nonlinearity whose form can be adjusted by free parameters, normalize gain, denormalize gain, and membership functions. Applied to AC servo motor, the proposed controller is compared with VSC in a regulation problem as well as a speed tracking problem. The simulation results show a substantial chatter reduction.
In this paper, we derive dynamic equation of double pole inverted pendulum using Lagrangian equation, and design the fuzzy sliding mode controller. We demonstrate that the designed controller regulates double pole simultaneously regardless of cart position by computer simulation.
This study shows a fuzzy tuning scheme to fuzzy sliding mode controller (FSMC) for seismic isolation of earthquake-excited structures. The sliding surface can rotate in the phase plane in such a direction that the seismic isolation can be improved. Since ideal sliding mode control requires very fast switch on the input, which can not be provided by real actuators, some modifications to the conventional sliding-mode controller have been proposed based on fuzzy logic. A superior control performance has been obtained with FSMC to deal with problems of uncertainty, imprecision and time delay. Furthermore, using the fuzzy moving sliding surface, the excellent system response is obtained if comparing with the conventional sliding mode controller (SMC), as well as reducing chattering effect. For simulation validation of the proposed seismic response control, 16-floor tall building has been considered. Simulations for six different seismic events, Elcentro (1940), Hyogoken (1995), Northridge (1994), Takochi-oki (1968), the east-west acceleration component of D$\ddot{u}$zce and Bolu records of 1999 D$\ddot{u}$zce-Bolu earthquake in Turkey, have been performed for assessing the effectiveness of the proposed control approach. Then, the simulations have been presented with figures and tables. As a result, the performance of the proposed controller has been quite remarkable, compared with that of conventional SMC.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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