In this paper, the method for navigation and obstacle avoidance of an autonomous mobile robot is proposed. It is based on the fuzzy inference system which enables to deal with imprecise and uncertain information, and on the neural network which enables to learn input and output pattern data obtained from ultrasonic sensors. For autonomous navigation, the wall-following navigation utilizing input and output data by an expert's control action is constructed. An approach by the neural network is developed for the obstacle avoidance because of the redundant input data. For an autonomous navigation, the fuzzy control and the control of the neural network are integrated and its feasibility is demonstrated by means of experiment.
The power supply systems, which require low-voltage / high-current output has been changing from the conventional centralized power system to a distributed power system. The distributed power system consists of a bus converter and POL. The most important factor is the system stability in bus architecture design. The overlap between the output impedance of a bus converter input impedance of POL causes system instability and has been an actual problem. By increasing the bus capacitor, the system stability can be easily improved. However, due to limited space on the system board, the increasing of bus capacitors is impractical. An urgent solution of this issue is strongly desired. This paper presents the output impedance design for on-board distributed power system by means of three control schemes of a bus converter. The output impedance peak of the bus converter and the input impedance of the POL are analyzed and then conformed experimentally for stability criterion. Furthermore, the design process of each control schemes for system stability is proposed.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.45
no.5
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pp.469-476
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2008
In this paper, it is shown that an input-output (I/O) feedback linearized controller can be designed rationally by utilizing the time-scale properties of heave and pitch for an underwater vehicle. It is assumed that the dynamics of the vehicle is restricted to the vertical plane. An output-feedback control is designed, which stabilizes steady cruising paths. It is shown that the vehicle dynamics with acceleration as output becomes minimum phase. The dynamics can be transformed into a reduced system through a kind of partial linearization and singular perturbation technique. The reduced system is not only minimum phase but also exactly I/O linearizable via feedback. The I/O dynamic characteristics of the heave and pitch modes can be made linear and decoupled. Furthermore it becomes independent of cruising condition such as vehicle velocity. This study may help for designing autopilot systems for underwater vehicles.
In this paper a closed-form predictive control which takes the intervalwise receding horizon strategy is presented and its stability properties are investigated. A slate-space form output predictor is derived which is composed of the one-step ahead optimal output prediction, input and output data of the system. A set of feedback gains are obtained using the dynamic programming algorithm so that they minimize a multi-stage quadratic cost function and they are used periodically.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.35
no.11
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pp.990-998
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2007
Adaptive output feedback control technique using Neural Networks(NN) is proposed for uncertain nonlinear Multi-Input Multi-Output(MIMO) systems. Modified Dynamic Inversion Model(MDIM) is introduced to decouple uncertain nonlinearities from inversion-based control input. MDIM consists of approximated dynamic inversion model and inversion model error. One NN is applied to compensate the MDIM of the system. The output of the NN augments the tracking controller which is based upon a filtered error approximation with online weight adaptation laws which are derived from Lyapunov's direct method to guarantee tracking performance and ultimate boundedness. Several numerical results are illustrated in the simulation of Van der Pol system and unmanned helicopter with model uncertainties.
Neural network is used in many fields of control systems, but input-output patterns of a control system are not easy to be obtained and by using as single feedback neural network controller. And also it is difficult to get a satisfied performance when the changes of rapid load and disturbance are applied. To resolve those problems, this paper proposes a new algorithm which is the neural network controller. The new algorithm uses the neural network instead of activation function to control object at the output node. Therefore, control object is composed of neural network controller unifying activation function, and it supplies the error back propagation path to calculate the error at the output node. As a result, the input-output pattern problem of the controller which is resigned by the simple structure of neural network is solved, and real-time learning can be possible in general back propagation algorithm. Application of the new algorithm of neural network controller gives excellent performance for initial and tracking response and it shows the robust performance for rapid load change and disturbance. The proposed control algorithm is implemented on a high speed DSP, TMS320C32, for the speed of 3-phase induction motor. Enhanced performance is shown in the test of the speed control.
In this paper, we propose the development of a defect inspection system for polygonal containers. Embedded board consists of main part, communication part, input/output part, etc. The main unit is a main arithmetic unit, and the operating system that drives the embedded board is ported to control input/output for external communication, sensors and control. The input/output unit converts the electrical signals of the sensors installed in the field into digital and transmits them to the main module and plays the role of controlling the external stepper motor. The communication unit performs a role of setting an image capturing camera trigger and driving setting of the control device. The input/output unit converts the electrical signals of the control switches and sensors into digital and transmits them to the main module. In the input circuit for receiving the pulse input related to the operation mode, etc., a photocoupler is designed for each input port in order to minimize the interference of external noise. In order to objectively evaluate the accuracy of the development of the proposed polygonal container defect inspection system, comparison with other machine vision inspection systems is required, but it is impossible because there is currently no machine vision inspection system for polygonal containers. Therefore, by measuring the operation timing with an oscilloscope, it was confirmed that waveforms such as Test Time, One Angle Pulse Value, One Pulse Time, Camera Trigger Pulse, and BLU brightness control were accurately output.
This paper proposed to a neural network based fuzzy control (neuro-fuzzy control) technique for attitude control of helicopter with strongly dynamic nonlinearities and derived a helicopter aerodynamic torque equation of helicopter and the force balance equation. A neuro-fuzzy system is a feedforward network that employs a back-propagation algorithm for learning purpose. A neuro-fuzzy system is used to identify nonlinear dynamic systems. Hence, this paper presents methods for the design of a neural network(NN) based fuzzy controller(that is, neuro-fuzzy control) for a helicopter of nonlinear MIMO systems. The proposed neuro-fuzzy control determined to a input-output membership function in fuzzy control and neural networks constructed to improve through learning of input-output membership functions determined in fuzzy control.
CS PWM converter is appropriate for the high power and high precision current control. The input/output filters of the CS PWM converter limit the output DC current range and may destroy the system with filter resonance, and make the system equation more complicated. In this paper, the systematic and simple filter design method which considers not only the harmonic attenuation but the total system performance also is proposed.
Kim, Sun-Jang;Lee, Sang-Moon;Kim, Sang-Un;Won, Sang-Chul
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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2003.10a
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pp.1435-1437
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2003
In this paper, we proposed static output feedback model predictive control for Wiener models. We adopted polytopic uncertainty description of Wiener Model Predictive Control (WMPC) algorithms for considering output nonlinearities. Robust stability conditions have been presented under which the closed loop stability of static output feedback MPC is guaranteed. The proposed control law is determined from the static output feedback WMPC based on the current estimated state with explicit satisfaction of input constraints.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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