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Digital Fuzzy Control of Nonlinear Systems Using Intelligent Digital Redesign

  • Lee, Ho-jae;Kim, Hag-bae;Park, Jin-bae;Cha, Dae-bum;Joo, Young-hoon
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권7호
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    • pp.621-627
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    • 2001
  • In this paper, a novel and efficient global intelligent digital redesign technique for a Takagi-Sugeno (TS) fuzzy system is addressed. The proposed method should be notably discriminated from the previous works in that in allows us to globally match the states of the closed-loop TS fuzzy system with the pre-designed continuous-time fuzzy-model-based controller and those with the digitally redesigned fuzzy-model-based controller, and further to guarantee the stabilizability by the redesigned controller in the sense of Lyapunov. Sufficient conditions for the global state-matching and the stability of the digitally controller system are formulated in terns of linear matrix inequalities (LMIs). The Duffing-like chaotic oscillator is simulated and demonstrated, to validate the effectiveness of the proposed digital redesign technique, which implies the safe applicability to the digital control system.

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시간지연 퍼지 시스템의 지연 종속 퍼지 H제어기 설계 (Delay-dependent Fuzzy H Controller Design for Delayed Fuzzy Dynamic Systems)

  • 이갑래
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.571-576
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    • 2004
  • 본 논문은 시간지연을 갖는 비선형 시스템에 대한 지연 종속 $H_{\infty}$ 제어기 설계 방법을 제안한다. 지연 종속 Lyapunov 함수를 이용하여 지수 함수적 안정화와 $H_{\infty}$ 성능 문제를 고려한다. 제어기의 존재성에 대한 충분조건을 유도하고 선형행렬부등식(LMI: linear matrix inequality)으로 나타낸다. 제어기 설계는 병렬 분산 보상의 개념을 이용하고, 필터는 LMI 해를 구함으로써 바로 구할 수 있다. 제안한 방법의 설계과정 및 타당성을 시뮬레이션 예제를 통하여 나타낸다. 지연종속 제어기는 제어기 존재 조건을 나타내는 선형 행렬 부등식에 시간지연항의 크기를 포함하고 있으므로 시간지연항의 크기에 상관없이 시스템을 안정화시키는 기존의 지연 독립적인 제어기보다 더 효과적인 설계 방법이다.

저 에너지 이온빔 조사에 따른 비정질 $Se_{75}Ge_{25}$ 박막의 광학적 특성 (The optical characteristics of amorphous $Se_{75}Ge_{25}$ thin film by the low-energy lon beam exposure)

  • 이현용;오연한;정홍배
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제7권2호
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    • pp.100-106
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    • 1994
  • A bilayer film consisting of a layer of a-Se$_{75}$ Ge$_{25}$ with a surface layer of silver -100[.angs.] thick and a monolayer film of a-Se$_{75}$ Ge$_{25}$ are irradiated with 9[keV] Ga$^{+}$ ion beam. The Ga$^{+}$ ion (10$^{16}$ [ions/cm$^{2}$] exposed a-Se$_{75}$ Ge$_{25}$ and Ag/a-Se$_{75}$ Ge$_{25}$ thin films show an increase in optical absorption, and the absorption edge on irradiation with shifts toward longer wavelength. The shift toward longer wavelength called a "darkening effect" is observed also in film exposure to optical radiation(4.5*10$^{20}$ [photons/cm$^{2}$]). The 0.3[eV] edge shift for ion irradiation films is about twice to that obtained on irradiation with photons. These large changes are primarily due to structural changes, which lead to high etch selectivity and high sensitivity.

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LMI를 이용한 퍼지 시스템의 슬라이딩 모드 관측기 설계 (Sliding Mode Observer for Fuzzy System: An LMI Approach)

  • 송민국;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.506-511
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    • 2006
  • 본 논문에서는 비선형 시스템의 슬라이딩 모드 관측기 설계에 대해서 논의한다. 제어 대상인 비선형 시스템을 모델링 하는데 있어서 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 모델 기법을 이용하였고, 이때 발생할 수 있는 모델 불확실성과 외란에 대해 그 것의 최대 최소 범위를 안다고 가정하였다. 제안된 시스템의 LMI (Linear Matrix Inequality)를 기반으로 한 슬라이딩 모드 관측기 설계 방법에서는 관측기와 시스템의 차이를 슬라이딩 표면으로 설정한다. 안정한 슬라이딩 표변을 갖는 슬라이딩 관측기의 존재 가능성을 선형 행렬 부등식의 형태로 표현한다. 슬라이딩 모드 관측기 이득은 LMI 존재 조건의 해를 이용하여 구한다. 모의 실험을 통하여 논문에서 제안한 슬라이딩 모드 관측기의 성능을 시험한다.

뉴트럴 네트워크 제어 시스템의 안정도 분석 및 퍼지 제어기 설계 (Stability Analysis and Stabilization for Neutral Networked Control System)

  • 송민국;박진배;김진규;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.159-164
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    • 2010
  • 본 논문에서는 뉴트럴 타입 시간 지연을 갖는 네트워크 제어 시스템의 안정도 분석 및 제어기 설계에 대해서 논의한다. 네트워크상에서 발생하는 뉴트럴 타입 시간 지연을 모델링하며, 전체 네트워크 제어 시스템은 뉴트럴 타입 시간 지연을 가지는 비선형 시스템이 된다. 시간 지연 분산 방법을 이용하여 기존과 다른 새로운 안정도 조건을 유도한다. 리아프노푸 함수를 이용하여 제안된 네트워크 제어 시스템을 안정화 시키는 퍼지 제어기 설계를 위한 충분조건을 유도한다. 제안된 충분조건을 선형 행렬 부등식의 형태로 나타내고, 해를 통하여 퍼지 제어기의 이득 값을 설계한다. 예제를 통하여 제안된 이론의 타당성을 확인한다.

입력지연을 갖는 불확실 T-S 퍼지 시스템의 강인 디지털 확률적 안정화기 설계 (Making Robust Stochastic Stabilizer for Uncertain T-S fuzzy Systems with Input Delay)

  • 이호재;박진배;김정찬;주영훈
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2003년도 춘계 학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.321-324
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    • 2003
  • 본 논문은 임의로 변화하는 입력지연을 갖는 불확실 T-S 퍼지 시스템의 강인 안정화를 논의한다. 임의로 변화하는 입력지연은 유한개의 상태를 갖는 마코프 확률과정으로 표현된다. 디지털 안정화기를 설계하기 위하여 연속시간 T-S 퍼지 시스템을 이산화하며 제어기의 입출력단에 영차의 샘플/홀드 함수를 가정한다. 이산화된 시스템은 확률적 과정에 따라 변화하는 도약 시스템으로 표현된다. 확률적 강인 안정가능성 조건은 선형 행렬 부등식의 현태로 표현된다.

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디스크립터 시스템을 위한 혼합 $H_{2}/H_{\infty}$제어기의 설계 (Mixed $H_{2}/H_{\infty}$ Controller Design for Descriptor Systems)

  • Choe, Yeon-Wook
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제53권7호
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    • pp.483-490
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    • 2004
  • The descriptor system model has a high ability in representing dynamical systems. It can preserve physical parameters in the coefficient matrices, and describe the dynamic part, static part, and even the improper part of the system in the same form. The design of mixed $H_{2}/H_{\infty}$ controllers for linear time-invariant descriptor systems is considered in this paper. Firstly, an $H_2$ and $H_{\infty}$ synthesis problems fur a descriptor system are presented separately in terms of linear matrix inequalities (LMIs) based on the bounded real lemma. Then, we show that the existence of a mixed $H_2/H_{\infty}$ controller by which the $H_2$ norm of the second channel is minimized while keeping the $H_2$ norm bound of the first channel less than ${\gamma}$, is reduced to the linear objective minimization problem. The class of desired controllers that are assumed to have the same structure as the plant is parameterized by using the linearizing change of variables.

퍼지 리아푸노프 함수 기반 강인한 퍼지 제어기 설계 (Design of the Robust Fuzzy Controller based on Fuzzy Lyapunov Functions)

  • 김호준;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.630-636
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    • 2011
  • 본 논문은 매개변수 불확실성을 가지는 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 시스템의 안정도 해석과 안정화 조건을 고려한다. T-S 퍼지 시스템의 안정도 해석 시 conservativeness를 줄이기 위해 퍼지 리아푸노프 함수를 이용한다. 매개변수 불확실성을 가지고 있는 시스템의 안정도를 해석하고 시스템을 안정화 시키는 퍼지 강인 제어기 설계 기법을 제시한다. 안정도조건과 안정화조건은 선형행렬부등식의 형태로 표현된다. 모의실험을 통해 제안된 접근 방법의 효용성을 보인다.

An Improvement on Robust $H{\infty}$ Control for Uncertain Continuous-Time Descriptor Systems

  • Lee Hung-Jen;Kau Shih-Wei;Liu Yung-Sheng;Fang Chun-Hsiung;Chen Jian-Liung;Tsai Ming-Hung;Lee Li
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제4권3호
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    • pp.271-280
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    • 2006
  • This paper proposes a new approach to solve robust $H{\infty}$ control problems for uncertain continuous-time descriptor systems. Necessary and sufficient conditions for robust $H{\infty}$ control analysis and design are derived and expressed in terms of a set of LMIs. In the proposed approach, the uncertainties are allowed to appear in all system matrices. Furthermore, a couple of assumptions that are required in earlier design methods are not needed anymore in the present one. The derived conditions also include several interesting results existing in the literature as special cases.

스마트 스페이스 구축을 위한 강인 지능형 디지털 제어기 개발 (Development of Robust Intelligent Digital Controller for Smart Space)

  • 주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.60-65
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    • 2008
  • 본 논문에서는 강인 디지털 제어기를 통한 스마트 스페이스의 안정도에 대해 논의하고자 한다. 제안된 제어기 설계 방법은 지능형 디지털 재 설계 기법을 적용하는 것이다. 좀 더 구체적으로, 불확실성 및 비선형성이 포함된 아날로그 시스템을 Takagi-Sugeno 퍼지 모델을 사용하여 나타낸다. 그리고 전역적 지능형 디지털 재 설계를 위하여 해당 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 한 후, 에러가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화하여 상태 정합을 이루고자 하였다. 전역적 접근을 통해 정리된 식은 선형 행렬 부등식으로 나타나게 된다. 마지막으로, 설계된 제어기를 HVAC (Heating, ventilating, and air conditioning) 시스템에 적용함으로써 효율성을 입증하고자 한다.