• 제목/요약/키워드: LMI approach

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지능구조물의 다목적 상태궤환 제어 (Multiobjective State-Feedback Control of Smart Structural Systems)

  • 홍성일;박현철;박철휴
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.452-458
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    • 2003
  • This paper presents a robust vibration control methodology of smart structural systems. The governing equations and associated boundary conditions are derived by Hamilton's principle. A robust controller is designed using a linear matrix inequality (LMI) approach to the multiobjective synthesis. The design objectives are to achieve a mix of H$\sub$$\infty$/ performance and H$_2$ performance satisfying constraints on the closed-loop pole locations in the face of model uncertainties. Numerical examples are presented to demonstrate the effectiveness of LMI approach in damping out the multiple modes of vibration of the piezo/beam system.

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CPP를 갖는 선박 추진 시스템의 강인한 Decoupling 제어 (Robust Decoupling Control of Ship Propulsion System with CPP)

  • 김영복;변정환
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권9호
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    • pp.33-42
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    • 1998
  • If a ship diesel engine is operated by consolidated control with Controllable Pitch Propeller(CPP), the minimum fuel consumption is achieved together with the demanded ship speed. For this, it is necessary that the ship is operated on the ideal operating line which satisfies the minimum fuel consumption and that the pitch angle of CPP and throtle valve angle are controlled simultaneously. In this point of view, this paper presents a controller design method for a ship propulsion system with CPP based on the decoupling control theory. To do this, Linear Matrix Inequality(LMI) approach is introduced for the control system to satisfy the given $H_\infty$ control performance and robust stability in the presence of physical parameter perturbations. The validity and applicability of this approach are illustrated by simulation in the all operating ranges.

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압전/빔 시스템에 대한 강건제어기 개발 (Development of a Robust Controller for Piezo/beam Systems)

  • 홍성일;박현철;박철휴
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권7호
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    • pp.612-618
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    • 2004
  • This paper presents a robust vibration control methodology for smart structural systems. The governing equation and associated boundary conditions of the smart structural system are derived by using Hamilton's principle. The assumed mode method is used to discretize the governing equation into a set of ordinary differential equation. A robust controller is designed using a linear matrix inequality (LMI) approach for the multiobjective synthesis. The design objectives are to achieve a mix of H$_{\infty}$ performance and H$_2$ performance satisfying constraints on the closed-loop pole locations in the presence of model uncertainties. Numerical examples are presented to demonstrate the effectiveness of LMI approach in damping out the multiple vibration modes of the piezo/beam system.

A Modified Approach to Density-Induced Support Vector Data Description

  • Park, Joo-Young;Kang, Dae-Sung
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제7권1호
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    • pp.1-6
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    • 2007
  • The SVDD (support vector data description) is one of the most well-known one-class support vector learning methods, in which one tries the strategy of utilizing balls defined on the feature space in order to distinguish a set of normal data from all other possible abnormal objects. Recently, with the objective of generalizing the SVDD which treats all training data with equal importance, the so-called D-SVDD (density-induced support vector data description) was proposed incorporating the idea that the data in a higher density region are more significant than those in a lower density region. In this paper, we consider the problem of further improving the D-SVDD toward the use of a partial reference set for testing, and propose an LMI (linear matrix inequality)-based optimization approach to solve the improved version of the D-SVDD problems. Our approach utilizes a new class of density-induced distance measures based on the RSDE (reduced set density estimator) along with the LMI-based mathematical formulation in the form of the SDP (semi-definite programming) problems, which can be efficiently solved by interior point methods. The validity of the proposed approach is illustrated via numerical experiments using real data sets.

무인 잠수정의 깊이 제어를 위한 T-S 퍼지 모델 기반 H 제어기 설계: 선형 행렬 부등식 접근법 (Design of T-S Fuzzy Model Based H Controller for Diving Control of AUV: An LMI Approach)

  • 전성우;김도완;이호재
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.441-447
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    • 2012
  • 본 논문은 무인 잠수정(Autonomous underwater vehicles: AUVs)의 타카기-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 $H_{\infty}$ 제어기 설계 기법을 제안한다. 설계 기법은 외란을 갖는 무인 잠수정의 깊이 제어 성능을 보장하는 안정성 있는 제어기 설계에 초점을 맞춘다. 비선형 무인 잠수정 시스템은 Sector nonlinearity 기법을 이용하여 T-S 퍼지 시스템으로 모델링된다. 리아푸노프(Lyapunov) 함수를 이용해 제어 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(linear matrix inequality: LMI) 형태의 $H_{\infty}$ 제어기 설계 조건을 유도한다. 성공적인 무인 잠수정의 깊이 제어를 위해 선형 행렬 부등식에 심도각과 피치각의 제한 조건을 고려한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 기법의 성능을 검증한다.

파라미터 불확실성과 시간지연을 가지는 특이시스템의 견실 $H_\infty$ 출력궤환 제어 (Robust $H_\infty$ Output Feedback Control of Descriptor Systems with Parameter Uncertainty and Time dDelay)

  • 김종해
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제41권3호
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    • pp.9-16
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    • 2004
  • 본 논문에서는 시변 시간지연을 가지는 특이시스템에 대한 관측기 기반 Η∞ 출력궤환 제어기 설계방법을 단 하나의 선형행렬부등식 조건을 이용하여 제시한다. 제어기가 존재할 충분조건과 제어기 설계방법을 모든 변수의 견지에서 완벽한 하나의 선형행렬부등식으로 표현하여 볼록최적화가 가능하도록 한다. 제어기의 설계과정은 제안한 하나의 충분조건으로부터 직접 구해진다. 구한 충분조건은 하나의 선형행렬부등식으로 표현되어지므로, 슈어 여수정리와 변수치환 및 특이치 분해의 기법에 의하여 궤환이득과 추정이득을 포함하는 모든 해로부터 관측기 기반 Η∞ 출력궤환 제어기를 동시에 구할 수 있다. 또한 제안한 알고리듬을 이용하여 파라미터 불확실성과 시간지연을 가지는 특이시스템에 대한 관측기 기반 견실 Η∞ 출력제환 제어기 설계도 가능함을 보인다. 마지막으로, 제안한 알고리듬의 타당성을 수치예제를 통하여 확인한다.

선박운동제어를 위한 제어력분배 및 제어기설계에 관한 연구 (Control Allocation and Controller Design for Marine Vessel based on H Control Approach)

  • 지상원;김영복
    • 한국해양공학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.20-25
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    • 2012
  • In this paper, the authors propose a new approach to the control problem of marine vessels that are moored or controlled by actuators. The vessel control system is basically based on Dynamic Positioning System (DPS) technology. The main object of this paper is to obtain a more useful control design method for DPS. In this problem, the control allocation is a complication. For this problem, many results have been given and verified by other researchers using a two-step process, with the controller and control allocation design processes carried out individually. In this paper, the authors provide a more sophisticated design solution for this issue. The authors propose a new design method in which the controller design and control allocation problems are considered and solved simultaneously. In other words, the system stability, control performance, and allocation problem are unified by an LMI (linear matrix inequality) based on control theory. The usefulness of the proposed approach is verified by a simulation using a supply vessel model.

Optimal Structural Design for Flexible Space Structure with Control System Based on LMI

  • Park, Jung-Hyen;Cho, Kyeum-Rae
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제16권1호
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    • pp.75-82
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    • 2002
  • A simultaneous optimal design problem of structural and control systems is discussed by taking a 3-D truss structure as an object. We use descriptor forms for a controlled object and a generalized plant because the structural parameters appear naturally in these forms. We consider a minimum weight design problem for structural system and disturbance suppression problem for the control system. The structural objective function is the structural weight and the control objective function is $H_{\infty}$ norm from the disturbance input to the controlled output in the closed-loop system. The design variables are cross sectional areas of the truss members. The conditions for the existence of controller are expressed in terms of linear matrix inequalities (LMI) By minimizing the linear sum of the normalized structural objective function and control objective function, it is possible to make optimal design by which the balance of the structural weight and the control performance is taken. We showed in this paper the validity of simultaneous optimal design of structural and control systems.

시간지연과 입력포화를 갖는 T-S 퍼지 카오스 시스템의 동기화 (Synchronization of T-S Fuzzy Chaotic System with Time-Delay and Input Saturation)

  • 김재훈;신현석;김은태;박민용
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제42권1호
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    • pp.13-21
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    • 2005
  • 본 논문에서는 시간지연과 입력포화를 갖는 카오스 시스템에 대한 퍼지 모텔 기반의 동기화 기법을 제안한다. 시간지연을 갖는 카오스 마스터 시스템과 슬레이브 시스템을 모델링하기 위해 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 모델을 이용한다. 특히 슬레이브 시스템은 제어 입력이 제한되는 입력포화 특성을 갖는다고 가정한다. 선형 오차 피드백과 병렬 분상 보상(PDC) 방법에 따라 퍼지 카오스 동기화 시스템을 설계하고 동기화 오차 시스템의 국소 안정도 조건을 해석한다. 신호 전송 채널에는 시간지연이 항상 존재하므로 채널 시간지연 또한 고려한다. 입력포화와 시간지연을 갖는 퍼지 동기화 시스템의 국소 안정도에 대한 충분 조건은 Lyapunov-Krasovskii 이론을 적용하여 선형 행렬 부등식 (LMI) 문제의 해를 통해 얻어진다. 제안된 동기화 기법의 효과를 확인하기 위해서 모의 실험을 수행한다.