• 제목/요약/키워드: Fuzzy logic controller design

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유압 서보 모터를 위한 $e-{\Delta}e$ 위상평면을 이용한 이중 퍼지 로직 제어기 설계 (Design of Dual Fuzzy Logic Controller using $e-{\Delta}e$ Phase Plane for Hydraulic Servo Motor)

  • 신위재;문정훈
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.222-226
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    • 2007
  • 본 연구에서는 응답의 과도영역에서 특징점의 각 영역과 $e-{\Delta}e$ 위상평면을 이용하여 이중 퍼지룰을 구성하였다. 구성된 퍼지 제어룰은 기본 퍼지제어 룰에 비해 상승시간, 지연시간, 최대오브슈트 등을 줄일 수 있었으며 퍼지 룰의 제안방법은 $e-{\Delta}e$ 위상평면에서 하나의 퍼지룰은 과도영역에서 정상상태오차를 일으키고 다른 퍼지 제어 룰은 정상상태오차를 감소시키고 수렴영역에서 빠르게 수렴하도록 교대로 사용한다. 또한 $e-{\Delta}e$ 위상평면에서의 두 개의 퍼지 룰은 플랜트의 응답 특성에 따라 교체시기를 결정한다. DSP 프로세서를 사용하는 유압서보 모터 제어시스템을 통한 실험의 결과로서 제안된 이중 퍼지 제어 룰은 기본 퍼지 제어 룰에 비해 빠른 상승시간, 정정시간등 양호한 응답을 얻을 수 있음을 확인하였다.

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퍼지를 이용한 자율 이동 로봇의 이동 경로 추종 및 고속 정밀 제어 (Moving Path following and High Speed Precision Control of Autonomous Mobile Robot Using Fuzzy)

  • 이원호;이형우;김상헌;정재영;노태정
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.907-913
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    • 2004
  • 일반적인 이동 로봇의 주된 관심은 경로 생성과 생성된 경로 추종에 있다. 그러나 일부 고속의 이동성이 필요로 하는 로봇의 경우 동역학적 제한 조건이 존재하며, 이러한 제한 조건 내에서 원하는 움직임에 대한 제어가 요구된다. 된 논문에서 환경 지도를 가지고 있지 않은 상태, 즉 미지의 환경에서 이동 로봇의 경로 추종에 있어서 빠른 이동시에 발생할 수 있는 이동 로봇의 미끄러짐이나 전복 현상을 막기 위해 이동 로봇의 동역학적 제한 조건을 퍼지 논리를 이용하여 기준 속도를 변화시켜 안전하고 빠는 경로 추종 성능을 얻고자 하였다. 특히, 라인 추종 이동 로봇을 모델링하여 실시간으로 변화하는 목표점에 대한 추종 제어기를 설계하고 퍼지 최적 속도 제한 제어기를 통해 연속적으로 변화하는 라인에 대해서 지능적으로 로봇의 속도를 제한하여 안정적인 추종 성능을 발휘함을 확인하였다.

퍼지제어를 이용한 얼굴추적 카메라 구동 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Driving System for Face Tracking Camera using Fuzzy Control)

  • 이종배;임준홍
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제40권3호
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    • pp.127-134
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    • 2003
  • 본 논문에서는 퍼지제어를 이용하여 사람의 얼굴을 추적하는 카메라를 구동하는 시스템을 구현한다. 팬틸트(Pan Tilt)구조를 가진 카메라 시스템은 먼저 영상을 PC로 보내고 PC에서는 추적알고리즘에 의한 추적 좌표를 다시 카메라에 전송하면 카메라는 목표 얼굴을 실시간으로 추적하는 방식으로 되어 있다. 카메라를 구동하는 2축의 스텝모터는 PC에서 전송된 목표 좌표로 최대한 빠르고 또한 부드럽게 제어되어야 한다. 이를 위해서 본 논문에서는 퍼지제어기를 제안하여 구동용 가·감속 주파수를 만들고 두 축의 스텝모터를 빠르면서도 부드럽게 제어한다 그리고 본 제안 방식의 효율성을 검증하기 위하여 실험 장치를 제작하고 실험을 수행한다.

The Seek Control Design with Gain-Scheduling in Hard Disk Drives

  • Hwang, Eun-Ju;Hyun, Chang-Ho;Park, Mig-Non
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제11권1호
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    • pp.65-70
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    • 2011
  • The increased disk rotational velocity to improve the data transfer rate has raised up many serious problems in its servo control system which should control the position and velocity of a spot relative to a rotating disk. This paper proposes gain-scheduling-based track-seek control for single stage actuator of hard disk drives. Gain scheduling is a technique that can extend the validity of the linearization approach to a range of operating points and one of the most popular approaches to nonlinear control design. The proposed method schedules controller gains to improve the transient response and minimize overshoot during the functions of the read/write head positioning servomechanism for the seek control. The validity of the proposed method is demonstrated through stability analysis and simulation results.

Design and Implementation of Tele-operation system based on the Haptic Interface

  • Lee, Jong-Bae;Lim, Joon-Hong
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제3권2호
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    • pp.161-165
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    • 2003
  • In this paper, we investigate the issues on the design and implementation of tele-operation system based on the haptic interface. Here, the 3-DOF haptic device and the X-Y-Z stage are employed as master controller and slave system respectively. For this master-slave system, the force feedback algorithm, the modeling of virtual environments and the control method of X-Y-Z stage are presented. In this paper, internet network is used for data communication between master and slave. We construct virtual environment of the real convex surface from the force-feedback in controlling the X-Y-Z stage and measuring the force applied by the 3-DOF haptic device.

Dynamic Responses and Fuzzy Control of a Simply Supported Beam Subjected to a Moving Mass

  • Kong, Yong-Sik;Ryu, Bong-Jo;Shin, Kwang-Bok;Lee, Gyu-Seop;Lee, Hong-Gi
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제20권9호
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    • pp.1371-1381
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    • 2006
  • This paper deals with the active vibration control of a simply-supported beam traversed by a moving mass using fuzzy control. Governing equations for dynamic responses of a beam under a moving mass are derived by Galerkin's mode summation method, and the effect of forces (gravity force, Coliolis force, inertia force caused by the slope of the beam, transverse inertia force of the beam) due to the moving mass on the dynamic response of a beam is discussed. For the active control of dynamic deflection and vibration of a beam under the moving mass, the controller based on fuzzy logic is used and the experiments are conducted by VCM (voice coil motor) actuator to suppress the vibration of a beam. Through the numerical and experimental studies, the following conclusions were obtained. With increasing mass ratio y at a fixed velocity of the moving mass under the critical velocity, the position of moving mass at the maximum dynamic deflection moves to the right end of the beam. With increasing velocity of the moving mass at a fixed mass ratio ${\gamma}$, the position of moving mass at the maximum dynamic deflection moves to the right end of the beam too. The numerical predictions of dynamic deflection of the beam have a good agreement with the experimental results. With the fuzzy control, more than 50% reductions of dynamic deflection and residual vibration of the tested beam under the moving mass are obtained.

장애물회피소나 빔 모델링 기반의 국부경로제어 기법 연구 (Study on Local Path Control Method based on Beam Modeling of Obstacle Avoidance Sonar)

  • 김현식
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.218-224
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    • 2012
  • 최근에는, 초소형 AUV(Autonomous Underwater Vehicle)의 개발에 대한 요구가 증가하고 있으므로 그 요소 기술의 확보가 시급하다. 요소 기술의 하나로서 국부경로제어의 기존 연구에서는 주로 전방감시소나(Forward Looking Sonar : FLS)의 정보를 활용하고 있는데, FLS의 크기는 초소형 AUV에 적합하지 않으므로 장애물회피소나(Obstacle Avoidance Sonar : OAS)를 이용하는 것이 바람직하다. 요약하면, 초소형 AUV를 위한 OAS 기반의 국부경로제어 시스템은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 즉, OAS는 낮은 방위(bearing) 분해능 및 지역적인 거리(range) 정보를 제공하며, 임무시간을 증대하기 위해서 에너지 소비가 적은 시스템을 필요로 한다. 나아가, 구조 및 파라메터 관점에서 용이한 설계 절차를 요구한다. 이 문제를 해결하기 위해서 OAS 빔 모델링을 기반으로 진화 전략(Evolution Strategy : ES) 및 퍼지논리 제어기(Fuzzy Logic Controller : FLC)를 이용하는 지능형 국부경로제어 기법이 제안되었다. 제안된 기법의 성능을 검증하고 특성을 분석하기 위해서 수중비행체(Underwater Flight Vehicle : UFV)의 수평면 침로(course) 제어가 수행되었다. 시뮬레이션 결과는 제안된 기법에 있어서 실제 적용의 가능성과 추가 연구의 필요성을 보여준다.

불확실한 순궤환 비선형 계통에 대한 스위칭 미분기를 이용한 상태궤환 백스테핑 제어기 (State-Feedback Backstepping Controller for Uncertain Pure-Feedback Nonlinear Systems Using Switching Differentiator)

  • 박장현
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.716-721
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    • 2019
  • 불확실한 순궤환 비선형 계통에 대한 스위칭 미분기 기반의 새로운 백스테핑 제어기를 제안한다. 제안된 제어기에서는 점근적 추종 특성을 갖는 스위칭 미분기를 사용하여 백스테핑 제어기의 매 설계 단계마다 가상 제어항이 직접 근사된다. 그 결과 제어식이 매우 단순화되고 계통에 내재된 파라미터 및 구조적 불확실성과 외란이 존재함에도 불구하고 계통의 출력이 원하는 출력을 점근적으로 추종함을 증명한다. 또한 신경망이나 퍼지시스템 같은 계통의 구조적인 불확실성에 적응적으로 실시간 보상하기 위한 범용 근사기가 불필요하다. 모의실험을 통해서 제안된 제어기의 성능과 간결함을 보인다.

퍼지 신경망을 이용한 ATM망의 호 수락 제어 시스템의 설계 (Design of the Call Admission Control System of the ATM Networks Using the Fuzzy Neural Networks)

  • 유재택;김춘섭;김용우;김영한;이광형
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권8호
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    • pp.2070-2079
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    • 1997
  • 본 논문에서는 호 수락 제어 문제를 해결하기 위해 퍼지 논리 제어기의 장점과 신경망의 학습 능력을 이용한 ATM 망의 호 수락 제어 시스템을 제안하였다. ATM 망의 새로운 호는 현재 서비스 중인 호의 서비스 품질(QoS : quality of service)이 영향을 받지 않을 경우 망에 접속이 된다. 신경망 호 수락 제어 시스템은 입/출력 패턴의 학습으로 예측성 잇게 호 수락/거절을 하는 시스템이다. 본 논문의 퍼지 신경망 호 수락 제어 시스템에서는 학습 속도 개선을 위해 학습율과 모맨텀 상수에 퍼지 추론을 적용하였다. 이 시스템은 시뮬레이션을 통해 기존의 신경망 방법과 퍼지 신경망 방법에서의 학습 횟수 측정으로 제안 알고리즘의 우수성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과 퍼지 학습 규칙에 근거한 퍼지 신경망 CAC(call admission control) 방식이 종래의 신경망 이론에 근거한 CAC 방식보다 학습 속도면에서 약 5배의 속도 향상이 있었다.

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Improvement of Dynamic Behavior of Shunt Active Power Filter Using Fuzzy Instantaneous Power Theory

  • Eskandarian, Nasser;Beromi, Yousef Alinejad;Farhangi, Shahrokh
    • Journal of Power Electronics
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    • 제14권6호
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    • pp.1303-1313
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    • 2014
  • Dynamic behavior of the harmonic detection part of an active power filter (APF) has an essential role in filter compensation performances during transient conditions. Instantaneous power (p-q) theory is extensively used to design harmonic detectors for active filters. Large overshoot of p-q theory method deteriorates filter response at a large and rapid load change. In this study the harmonic estimation of an APF during transient conditions for balanced three-phase nonlinear loads is conducted. A novel fuzzy instantaneous power (FIP) theory is proposed to improve conventional p-q theory dynamic performances during transient conditions to adapt automatically to any random and rapid nonlinear load change. Adding fuzzy rules in p-q theory improves the decomposition of the alternating current components of active and reactive power signals and develops correct reference during rapid and random current variation. Modifying p-q theory internal high-pass filter performance using fuzzy rules without any drawback is a prospect. In the simulated system using MATLAB/SIMULINK, the shunt active filter is connected to a rapidly time-varying nonlinear load. The harmonic detection parts of the shunt active filter are developed for FIP theory-based and p-q theory-based algorithms. The harmonic detector hardware is also developed using the TMS320F28335 digital signal processor and connected to a laboratory nonlinear load. The software is developed for FIP theory-based and p-q theory-based algorithms. The simulation and experimental tests results verify the ability of the new technique in harmonic detection of rapid changing nonlinear loads.