• 제목/요약/키워드: Inverted Pendulum System

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진화 신경회로망을 이용한 도립진자 시스템의 안정화 (Evolving Neural Network for Stabilization Control of Inverted Pendulum)

  • 심영진;이준탁
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.963-965
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    • 1999
  • A linear chromosome combined with a grid-based representation of the network and a new crossover operator allow the evolution of the architecture and the weights simultaneously. In our approach there is no need for a separate weight optimization procedure and networks with more than one type of activation function can be evolved. In this paper one evolutionary' strategy of a given dual neural controller was introduced and the simulation results were described in detail through applications to a stabilization control of an Inverted Pendulum System.

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퍼지-뉴럴 제어를 적용한 도립진자 제어기의 실현 (Realization of a fuzzy-neural controller for the inverted pendulum)

  • 강민구;문석우;허욱열;이종호
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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    • pp.878-883
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    • 1991
  • In this paper, we propose the fuzzy-neural controller which is fuzzy controller with learning ability of neural network. The neural network in this controller is same as the membership function in current fuzzy controller and a parts of inference rules. And, it can be easily extend the control algorithm to multivariable systems. We can show effectiveness of the control algorithm through experiment of the inverted pendulum system.

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Vibration Control of Flexible Nonlinear System using GA based Fuzzy Logic Controller

  • Heo, Hoon;Han, Jungyoup
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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    • pp.142-146
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    • 1995
  • In the paper, Fuzzy Logic Controller(FLC) that determines its optimal coefficients using Genetic Algorithms is considered. It is also applied to the inverted pendulum problem known popularly as a standard plant. Flexibility of the inverted pendulum has been taken into account. In the results, Fuzzy Logic Controller under consideration successfully controls both rigid mode and flexible mode. The rule base of Fuzzy Logic Controller is automatically tuned using not only trial-error method but also Genetic Algorithms.

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도립진자 모델에서 칼만 필터의 잡음인자 해석 (The Analysis of The Kalman Filter Noise Factor on The Inverted Pendulum)

  • 김훈학
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.13-21
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    • 2010
  • 도립진자 시스템에서 칼만 필터링 최적의 결과를 얻기 위해서는 잡음 공분산 행열 Q, 측정잡음 공분산 행열 R과 초기 에러 공분산 행열 $P_0$와 같은 인자가 필요하다. 이러한 인자는 실제 상황에서 근사화된 값을 사용하거나 정확한 값을 알 수 없기 때문에 칼만 필터의 최적화에 영향을 미치지 않거나 이러한 공분산 행열의 스칼라 이득변화에 덜 민감한 경우를 연구의 대상으로 하고 있다. 또한 상태 측정시 에러를 예측하는 방법으로 구해진 에러 공분산 행열은 상태측정 값 보다는 공분산 행열의 이득과 연관성을 가지게 된다. 따라서 3가지 공분산 행열과 칼만 이득 그리고 에러 공분산 행열 간의 상관관계가 잡음인자인 스칼라 이득과의 연관성을 해석하고자 하였다. 본 연구는 3절에서 도립진자 시스템 모델을 간략하게 정리를 하였고 4절에서는 이러한 모델을 기반으로 하여 컴퓨터 시뮬레이션을 위한 도립진자 시스템에 대한 수학적 동적모델을 구성하고 5절에서는 이러한 인자와 스칼라 이득 값을 이용한 다양한 시뮬레이션 결과를 통하여 잡음인자의 연관성을 해석하였다.

두 팔 달린 두 바퀴 형태의 모바일 역진자 시스템의 신경회로망 제어 (Neural Network Control of a Two Wheeled Mobile Inverted Pendulum System with Two Arms)

  • 노진석;김현욱;정슬
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.652-658
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    • 2010
  • 본 논문에서는 밸런싱 메커니즘의 두 바퀴 형태의 이동로봇(Two Wheeled Mobile Robot:TWMR)을 구현하고 제어한다. TWMR은 역진자 시스템과 이동로봇을 합친 모바일 역진자 구조로 기존의 막대 형태의 진자대신 두 팔 달린 로봇 형태를 나타낸다. 각도와 위치에 대한 동시제어에 있어 외란에 대한 강건성을 부여하기 위해 RBF 신경회로망 제어 방식을 사용한다. 신경회로망 제어 방식으로는 입력보상 방식(RCT)을 사용하여 제어기의 성능을 실험을 통해 검증한다. 또한 원격으로 제어가능하게 하도록 시스템을 구현하여 실험하였다.

자이로와 가속도 센서를 이용한 차륜형 도립진자 이동로봇 제어 (The Wheeled Inverted Pendulum Mobile Robot Control Using Gyroscope and Accelerometer Sensor)

  • 유환신;박형배
    • 한국항행학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.703-708
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    • 2012
  • 본 논문은 비선형성이 내재된 모바일 역진자형 로봇 시스템의 제어기 성능을 개선하고, 위치와 속도제어를 위하여 두 개의 다룬 휠로 구동되는 역진자형 타입의 모바일 로봇으로 모델링하였다. 이 시스템은 파라미터의 변화를 실시간으로 체크하고. 제어신호는 여러 상황에서 시스템이 원하는 상태를 유지하도록 변화하게 구성하였고, PI 제어기로 설계하였다. 시스템이 불안정하므로 시스템의 안전성 판별을 통하여 PI 제어기의 게인 값을 설계하였다. 위 실험 결과로서 수동 튜딩 방법 보다 터 좋은 적절한 방법의 성능을 얻을 수 있었다.

도립진자 시스템의 LFR에 의한 LMI 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어 (The LMI mixed ${H_2}/H_{\infty}$ control of inverted pendulum system using LFR)

  • 박종우;이상철;이상효
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권7A호
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    • pp.967-977
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    • 2000
  • 본 논문은 도립전자 시스템을 LFR(Linear Fractional Representation)로 표현하여 얻어진 일반화 제어대상에 대하여 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기법을 적용한다. 먼저, 일반화 제어대상을 얻기 위하여, LFR로 표현한 도립진자의 선형 모델을 유도한다. LFR에서 고려한 구체적인 불확실성은 3개의 비선형 성분과 1개의 진자질량 불확실성이다. 유도된 선형모델에 하중함수를 더하여 LFR 모델을 확대함으로써 일반화된 제어대상을 얻는다. 다음으로, 이 일반화 제어대상에 대하여 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기를 설계한다. 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기 설계를 위해서 LMI(Linear Matrix Inequalities) 기법을 이요한다. 설계된 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기의 제어성능과 강건 안정성을 평가하기 위해서 모의실험과 실물실험을 통하여 $H_{\infty}$ 제어기와 비교한다. 실험결과, $H_{\infty}$ 제어때 보다 적은 피드백 정보만으로도 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기는 도립진자의 진자각도 측면에서 $H_{\infty}$ 제어기보다 나은 강건 안정성과 제어 성능을 보인다.

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Four Representative Applications of the Energy Shaping Method for Controlled Lagrangian Systems

  • Ng, Wai Man;Chang, Dong Eui;Song, Seong-Ho
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제8권6호
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    • pp.1579-1589
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    • 2013
  • We provide a step-by-step, easy-to-follow procedure for the method of controlled Lagrangian systems. We apply this procedure to solve the energy shaping problem for four benchmark examples: the inertial wheel pendulum, an inverted pendulum on a cart, the system of ball and beam and the Furuta pendulum.

SESIP 시스템의 스윙업과 안정화 제어 (Swing-up and Stabilization Control of a SESIP System)

  • 소명옥;유희한;류기탁;이윤형;이종환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권2호
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    • pp.310-317
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    • 2010
  • 본 논문은 전형적 비선형 시스템인 셀프 이렉팅 도립진자 시스템의 스윙업과 안정화에 대한 제어 방법을 제안한다. 펜던트 상태의 진자를 PV 제어기를 이용하여 스윙업 시키고, 진자가 적절한 위치에 도달했을 경우 PI형 상태피드백 제어기로 스위칭하여 진자가 넘어지지 않게 유지시키도록 한다. 시뮬레이션을 통하여 제안한 제어기법의 유효성을 확인한다.

계층적 퍼지추론기법에 의한 도립진자 시스템의 안정화 제어 (Stabilization Control of the Inverted Pendulum System by Hierarchical Fuzzy Inference Technique)

  • 이준탁;정형환;김태우;최우진;박정훈;김형배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1104-1106
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    • 1996
  • In this paper, a hierarchical fuzzy controller is proposed for the stabilization control of the inverted pendulum system. The design of controller for that system is difficult because of its complicated nonlinear mathematical model with unknown parameters. Conventional fuzzy control strategy based only on dynamics of pendulum made have failed to stabilize. However, proposed control strategies are to swing pendulum from natural stable up equilibrium point to an unstable equilibrium point and are to transport a cart from an arbitrary position toward a center of rail. Thus, the proposed fuzzy stabilization controller have a hierarchical fuzzy inference structure; that is, the lower level is for inference interface for the virtual equilibrium point and the higher level one for the position control of cart according to the firstly inferred virtual equilibrium point.

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