• 제목/요약/키워드: Inverted Pendulum System

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패킷 손실에 강인한 원격 실시간 무선제어 플랫폼 (Robust Real-Time Wireless Control Platform Compensating for Packet Loss)

  • 최락현;이상철;유준혁
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.768-773
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    • 2012
  • Packet loss compensation techniques are increasingly important to stable remote control over wireless communication in WNCS (Wireless Networked Control Systems). Its time varying channels, limited bandwidth, interference, and poor signal not only leads to packet loss or latency, but also can negatively affect performance and system stability. This paper presents a compensation technique exploiting an EWMA (Exponentially Weighed Moving Average)-based value estimator to clarify the influence of packet loss on the overall WNCS behavior. As an example of actuator to be remotely controlled, a rotary-type inverted pendulum has been considered, and modeled. Performance evaluation results through Matlab/Simulink and Truetime co-simulation confirm the superiority of the proposed value estimation method over previous approaches.

룩업 테이블을 이용한 자동 학습 퍼지 제어기의 설계에 관한 연구 (Design of a Self-Organizing Fuzzy Controller Using the Look-Up Tables)

  • 이용노;김태원;서일홍
    • 전자공학회논문지B
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    • 제29B권9호
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    • pp.76-87
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    • 1992
  • A novel self-organizing fuzzy plus PD control algorithm is proposed, where the proposed controller consists of a typical fuzzy reasoning part and self organizing part in which both on-line and off-line algorithms are employed to modify the Look-Up Table(LUT) for the fuzzy control rules and to decide how much fuzzy rules are to be modifid after evaluating the control performance, respectively. And the fuzzy controller is replaced by a PD controller in a prespecified region nearby the set point for good settling actions, where gain parameters are determined by fuzzy rules based on the magnitude of error velocity at the instant when the output penetrates into the prespecified region. To show the effectiveness of the proposed controller, extensive computer simulation results as well as experimental results are illustrated for an inverted pendulum system.

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적응 퍼지 추론 기법을 이용한 도립 진자 시스템의 안정화 제어에 관한 연구 (Stabilization Control of the Inverted Pendulum System by Adaptive Fuzzy Inference Techniques)

  • 이준탁;김태우;최우진
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1995년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.174-179
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    • 1995
  • 본 논문데서는 부하외란이나 시스템 내부 파라미터의 변동시에 적응력이 저하되는 종래의 PI제어기와, 정상상태 잔류편차가 존재하는 퍼지 제어기의 단점을 극복하기 위한 적 응 퍼지 제어 기법을 제안하였고, 이를 도립 진자 시스템에 적용하였다. 운송차의 위치 및 진자 각도의 오차, 오차의 변화량에 따라 퍼지 추론을 행하여 PI 제어기의 가중치를 결정하 는 구조로, P제어기는 운송차 및 진자의 오차가 과도 상태에서의 영역에서 사용되어 속응성 과 고정도의 특성을 얻는다. 1제어기는 정상상태에서의 정도 향상에 이용되었다. 특히, 제안 하는 적응 퍼지 제어기는 운송차의 위치 오차에 대한 PI 동작과, 진자의 각도 오차에 대한 PI 동작을 각각 퍼지 추론에 의해 부드럽게 전환함으로서 고유 불안정의 시스템인 도립 진 자 시스템의 안정화 제어에 적용하였다.

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The Design of Fuzzy Controller by Means of Genetic Optimization and Estimation Algorithms

  • Oh, Sung-Kwun;Rho, Seok-Beom
    • KIEE International Transaction on Systems and Control
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    • 제12D권1호
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    • pp.17-26
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    • 2002
  • In this paper, a new design methodology of the fuzzy controller is presented. The performance of the fuzzy controller is sensitive to the variety of scaling factors. The design procedure is based on evolutionary computing (more specifically, a genetic algorithm) and estimation algorithm to adjust and estimate scaling factors respectively. The tuning of the soiling factors of the fuzzy controller is essential to the entire optimization process. And then we estimate scaling factors of the fuzzy controller by means of two types of estimation algorithms such as HCM (Hard C-Means) and Neuro-Fuzzy model[7]. The validity and effectiveness of the proposed estimation algorithm for the fuzzy controller are demonstrated by the inverted pendulum system.

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계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘을 이용한 회전형 역 진자 시스템의 최적 Fuzzy 제어기 설계 (Design of Optimized Fuzzy Controller for Rotary Inverted Pendulum System Using HFC-based Genetic Algorithms)

  • 정승현;최정내;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.306-307
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    • 2007
  • 본 논문은 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGA)을 이용하여 회전형 역 진자 시스템의 최적 Fuzzy 제어기 설계를 제안한다. 탐색 공간이 크거나 복잡한 최적해 탐색문제에 대해 조기 수렴 문제를 내제하고 있는 기존의 유전자 알고리즘의 해결방안으로 병렬 유전자 알고리즘이 개발되었으며, HFCGA는 병렬 유전자 알고리즘의 한 구조이다. 본 논문에서는 회전형 역 진자 시스템에 대해 LQR 제어기와 유사한 형태의 Fuzzy 제어기를 구성하고, HFCGA를 이용하여 최적의 제어기 파라미터들을 구한다. 그리고 시뮬레이션 및 실제 공정에 적용하여 LQR 제어기와 설계된 제어기의 성능을 평가한다.

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Fuzzy-PID 제어를 이용한 2축 도립진자 시스템의 안정화 (Research of Stabilizing For Dual-Axis Inverted Pendulum system using Fuzzy-PID Control)

  • 유동국;최우진;박정웅;이민우;이준탁
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1811-1812
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    • 2007
  • 본 논문에서는 Fuzzy-PID Control을 이용한 2축 도립진자를 제어한다. X-Y 축을 움직이는 카트에는 도립진자가 세워져 있으며 카트가 2축의 평면상에 원하는 위치로 빠르고 정확하게 이동할 수 있게 하는 동시에 도립진자의 균형을 깨뜨리지 않고 움직이는 것을 제어의 목표로 한다. Fuzzy-PID Control은 도립진자의 균형에 대한 제어뿐만 아니라 로봇의 위치 제어까지 적용된다. 본 연구 논문에서는 이러한 Fuzzy-PID 적용 시스템에 대한 시뮬레이션을 실행함으로 그 우수성을 입증 하고자 한다.

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근사화 오차 유계 추정을 이용한 비선형 시스템의 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어 (Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control for Nonlinear Systems Using Estimation of Bounds for Approximation Errors)

  • 서삼준
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.527-532
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    • 2005
  • 본 논문에서 불확실한 근사화 오차 유계 추정을 이용한 불확실한 비선형 계통에 대한 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어기를 제안하였다. 계통 출력이 기준 출력을 추종하기 위해 시스템의 불확실성은 결론부 파라미터의 적응 알고리즘에 의해 온라인으로 조정되는 IF-THEN 규칙을 가지는 퍼지 시스템에 의해 근사화하였다. 또한 근사화 오차가 미지의 상수에 의해 유계된다는 가정 하에 리아프노프 합성법으로 근사화 오차 유계 추정 알고리즘을 제안하였다. 전체 제어 시스템은 제어기내의 모든 신호가 균등 유계이고 추종오차가 점근 안정함을 보장한다. 제안한 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어기의 성능을 도립진자 계통에 대한 컴퓨터 모의실험을 통해 입증하였다.

후방차분 상태 추정기를 이용한 비선형 계통의 입출력 궤환 선형화 제어기 (Output-Feedback Input-Output Linearizing Controller for Nonlinear System Using Backward-Difference State Estimator)

  • 김성환;박장현
    • 전기전자학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.72-78
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    • 2005
  • 본 논문은 단일입력 단일출력 비선형 계통에 대해서 강인한 출력궤환 제어기를 제시한다. 이전의 출력궤환 비선형 제어기가 모두 동적인 관측기 기반으로 설계된 반면 본 논문에서는 출력의 과거값들만을 이용하여 상태변수를 추정하는 새로운 방식을 제안하고 이를 후방차분 상태추정기라 명했다. 실제 상태변수값과 추정치와의 오차를 보상하기 위해서 제어입력에 강인제어항을 추가하였고 그것의 이득을 자동으로 조정하는 적응 알고리듬을 채택했다. 전체 폐루프 시스템은 출력 추종 오차가 점근적으로 안정하도록 그리고 모든 신호가 유계이도록 제어입력과 적응법칙이 설계된다. 제시된 제어기를 역진자 계통에 적용한 모의실험을 통해서 성능을 검증하였다.

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A Study on an Adaptive Membership Function for Fuzzy Inference System

  • Bang, Eun-Oh;Chae, Myong-Gi;Lee, Snag-Bae;Tack, Han-Ho;Kim, Il
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.532-538
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    • 1998
  • In this paper, a new adaptive fuzzy inference method using neural network based fuzzy reasoning is proposed to make a fuzzy logic control system more adaptive and more effective. In most cases, the design of a fuzzy inference system rely on the method in which an expert or a skilled human operator would operate in that special domain. However, if he has not expert knowledge for any nonlinear environment, it is difficult to control in order to optimize. Thus, using the proposed adaptive structure for the fuzzy reasoning system can controled more adaptive and more effective in nonlinear environment for changing input membership functions and output membership functions. The proposed fuzzy inference algorithm is called adaptive neuro-fuzzy control(ANFC). ANFC can adapt a proper membership function for nonlinear plant, based upon a minimum number of rules and an initial approximate membership function. Nonlinear function approximation and rotary inverted pendulum control system ar employed to demonstrate the viability of the proposed ANFC.

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비선형 시스템의 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어 (Adaptive Fuzzy Sliding-Mode Control of Nonlinear System)

  • 김도우;양해원;조민호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 D
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    • pp.689-693
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    • 2000
  • In this paper, we proposed a decoupled adaptive fuzzy sliding-mode control scheme in designing the SMC of a class of fourth-order nonlinear systems. These systems are decoupled the whole system into two second-order systems such that each subsystem has a separate control target expressed in terms of a sliding surface. Then, information from the secondary target conditions the main target, which, in turn, generates a control action to make both subsystem move toward their sliding surface. respectively, and Two sets of fuzzy rule bases are utilized to represent the equivalent control input with unknown system functions of the main target, The membership functions of the THEN-part. which is used to construct a suitable equivalent control of SMC. are changed according to adaptive law, Under this design scheme, we not only maintain the distribution of membership functions over state space but also reduce considerably computing time, we apply the decoupled adaptive sliding-mode control to control a nonlinear inverted pendulum system and confirms the validity of the proposed approach.

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