• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.2 no.1
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• pp.101-107
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• 2001

The objective of this paper is to present a method for designing robust positioning control systems of a flexible arm using mixed $H_2/H_{\infty}$ and $\mu$ theory. We begin with a description of the flexible arm based on the model identification method and discuss the derivation of the model uncertainty. The validity of the obtained model is confirmed experimentally. Next, a robust controller is designed based on the mixed $H_2/H_{\infty}$ and $\mu$ theory by which we can improve robustness of the entire system. On this occasion, we also propose a general plant formation suitable to mixed $H_2/H_{\infty}$ control and $\mu$-theory. Finally, the effectiveness of the proposed design method is verified through experimentation.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.10 no.10
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• pp.1796-1803
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• 2006

This Paper describes a systematic method for designing the $H_{\infty}$ controller for the inverted pendulum which is a nonlinear and single-input double-outputs system. In particular, the open-loop system is conbined with a pre-filter to shape the open-loop transfer function for the sensitivity function ind the complementary sensitivity function to be kept the desirable frequency characteristics. Consequently, the loop shaping technique of the open-loop transfer function reduces the impacts of the model uncertainties, measurement noises and exogenous disterbances on the dynamic characteristics of the inverted pendulum. The results of simulation and experiment show the efficiency of the proposed control method comparing with conventional PID control method.

• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1996.11a
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• pp.391-395
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• 1996

This paper presents a robust force tracking control of a small-sized SMA gripper with two fingers using shape memory alloy(SMA) actuators. The mathematical governing equation of the proposed system is derived by Hamilton's principle and Lagrangian equation and then, the control system model is integrated with the first-order actuator dynamics. Uncertain system parameters such as time constant of the actuators are also included in the control model. A robust two degree of freedom(TDF) controller using H$_{\infty}$ control theory, which has inherent robustness to model uncertainties and external disturbances, is adopted to achieve end-point force tracking control of the two-finger gripper. Force tracking control performances for desired trajectories represented by sinusoidal and step functions are evaluated by undertaking both simulation and experimental works.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.18 no.5
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• pp.198-202
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• 2004

This thesis proposes a robust controller introducing the H$_{\infty}$ control theory, one of the robust control theories that can obtain desired control performance while ensuring robustness for the uncertainty and disturbance contained in the power system. The performance of the designed controller is examined by extensive non-linear time domain simulation. Results show that the proposed H$_{\infty}$ controller is superior to that of the conventional controller.

• Proceedings of the Korea Institute of Convergence Signal Processing
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• 2001.06a
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• pp.129-132
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• 2001

she purpose of this paper is to propose an approach to suppress the vibration of three-mass inertia system based on the LMI theory. and confirm its validity through simulations under the condition of parameter variation. First, the existing $H_{\infty}$ servo problem is modified to a structure to which the LMI theory can be applied by virtue of the interval model principle. By adopting this structure, we can divide given specifications fur the vibration suppression problem into $H_2$and $H_{\infty}$ performance criteria. The results of simulation for the three-mass inertia system show that the proposed design approach is quite effective.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.04a
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• pp.240-245
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• 1995

제어이론의 역사적 발전사를 고찰해보면 1930년대부터 1960년대까지를 고전 제어(classical control) 시대로 분류되고 이때 주로 사용되었던 용어들은 주파수역(frequency domain)에서 사용된 개념인 극점(pole), 영점(zero), Nyquist, 근궤적(root-Locus) 선도(plot)등으로 대표된다. 그 다음단계인 현대 제어(modern control) 시대 (1960년대-1980년대)때는 새로운 개념들이 도입 되었는데 시간역(time domain)에서 사용되는 상태공간(state-space) 모델, 가제어성(controllability), 가관측성(observability), Kalman 필터, LQG 제어 등이다. 1980년대부터 현재까지를 강인제어(robust control) 시대로 분류하는데 이것의 특징들은 극점이나 영점 대신 상태공간 모델을 사용하여 주파수역에서 정의되는 개념들인 H$_{\infty}$ 합성법, .$\mu$ 해석법, LQG/LTR 및 QFT, Lyapunov 등으로 대표된다. 현대제어시대때는 제어기 K는 공칭 플랜트 모델 G$_{0}$를 기준으로 설계되었으나 실제로 공칭 플랜트 모델은 실제 플랜트와 항상 같을 수가 없었다. 따라서 실제 플랜트 G는 G=G$_{0}$ + .DELTA.G로 표현되며 여기서 .DELTA.G는 플랜트 불 확실성(plant uncertainty), 즉 실제 플랜트와 공칭 플랜트의 차이를 나타낸 다. 이 플랜트 불확실성은 제어기가 실제 응용되어 사용되었을 때 제대로 작동하지 않는 주요 이유중에 하나이다. 이와 같은 상황에서 안정도 강인성 (stability robustness) 및 성능 강인성(performance rosubtness)의 보장은 상 당히 중요한 문제로 대두되었으며 주어진 플랜트 불확실성하에서 이러한 강이성들이 보장되는 제어이론들 중 H$_{\infty}$ 제어이론이 많이 연구/응용 되고 있다. 특히 공칭 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 불확실성 모델은 직접적으로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.7 no.1
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• pp.60-67
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• 2003

This paper introduces basic study how to restrain the vibration of a four story shear structure. We have modeled a four story shear structure mathematically and have identified each parameters by experiment. We have gotten a reduced nominal model through modal analyzing method and the $H_{\infty}$ control theory is used in the control system design to get the robust controller. It's shown that the desirable performances is confirmed through the mathematical simulation. And a designed controller applying the $H_{\infty}$ control theory shows the good performance for the impulse disturbance through the simulation results. That is, the robustness of this control system is confirmed for the ability of disturbance rejection and modeling error.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.3 no.2
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• pp.115-123
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• 1997

이산기간 H/sub .inf./ 제어에 의한 최적 예견제어기를 제안한다. 기존의 H/sub .inf./ 제어기는 미지의 외란만 고려한 것이고, LQ 에 의한 예견제어기는 예견 가능한 외란과 미지의 외란이 동시에 가해지는 동적 시스템의 전달함수 행렬의 infinity 놈의 최소화하는 피드백제어기가 동시에 설계된다. 제어기의 설계는 full-information H/sub .inf./ 제어 이론을 따르나, 그 유도 과정은 LQ 에 기초한 예견제어기와 유사하게 이루어진다. 설계된 H/sub .inf./ 예견 게인 행렬은 LQ 예견 게인 행렬과 유사한 구조를 갖는다. 전달함수 행렬의 infinity 놈이 .inf.로 갈수록 H/sub .inf./ 예견 게인 행렬은 LQ에 의한 것에 접근한다. LQ 예견 게인 행렬은 H/sub .inf./ 예견 게인 행렬의 부분 집합임이 입증한다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.6 no.3
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• pp.148-156
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• 2005

The purpose of this paper is to propose an approach to design a robust servo controller based on the mixed $H_2/H_{\infty}$ theory, and confirm its validity by applying to a benchmark problem. First, the existing $H_{\infty}$ servo problem is modified to a structure for the mixed $H_2/H_{\infty}$ control problem by virtue of the internal model principle. By making use of proposed structure, we can divide specifications required in the robust servo system design into $H_2$ and $H_{\infty}$ performance criteria, respectively. It is shown that the proposed design approach is quite effective through an application to a three inertia benchmark problem.