• 제목/요약/키워드: LQ 제어기

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RCGA 기법을 이용한 컨테이너 크레인의 상태 피드백 제어 (State Feedback Control of Container Crane using RCGA Technique)

  • 이윤형;소명옥;유희한;조권회
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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    • pp.399-404
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    • 2006
  • 컨테이너 크레인은 항만전체 하역 효율에 큰 영향을 미치는 하역 장비로서 그동안 컨테이너 크레인의 작업효율을 높이는 연구가 진행되어 왔다. 특히 화물이 목표치에 도달했을 때 흔들림을 단시간에 제어하는 데 초점이 맞추어져 왔다. 일반적으로 컨테이너 크레인을 제어하기 위해서 PID제어나 LQ제어가 주로 사용되었는데, 이는 제어기 설계가 용이하고, 주어진 제어 환경 하에서 우수한 제어성능을 발휘하기 때문이다. 본 연구에서는 LQ 제어의 관점에서 실수코딩 유전알고리즘을 이용한 상태 피드백 제어기의 설계 방법을 제안한다. 즉, 실수코딩 유전알고리즘을 이용하여 상태 피드백 이득을 탐색하는 방법이다. 실수코딩 유전알고리즘은 주어진 목적함수를 최소가 되도록 상태 피드백 이득을 최적으로 탐색한다. 컴퓨터 시뮬레이션은 이렇게 탐색한 상태 피드백 이득을 컨테이너 크레인의 선형 및 비선형 모델에 적용하여 그 유효성을 확인한다.

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LQ 제어로 조단블록이 있는 중근을 실근으로 이동시키는 가중행렬 결정 방법 (Methods of Weighting Matrices Determination of Moving Double Poles with Jordan Block to Real Poles By LQ Control)

  • 박민호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.634-639
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    • 2020
  • 일반적으로 비선형 시스템은 1차와 2차 시스템의 곱으로 선형화할 수 있기 때문에 시스템은 2차 시스템의 중근, 복소근, 서로 다른 두 실근과 1차 시스템의 근을 극점으로 가진다. 이런 극점의 위치 변경으로 시스템의 안정성과 응답특성을 개선할 수 있어서 다양한 방법으로 극점을 이동시키는 제어기를 설계한다. 여러 방법 중에서 LQ 제어는 이득여유와 위상여유의 안정성을 보장한다. 그런데 시행착오 방법으로 가중행렬을 선택하여 원하는 응답특성을 얻기 때문에 극점의 위치를 임의로 지정하기 어렵다. 이 논문은 조단블록을 가진 다중 중근을 원하는 실근으로 이동시키는 LQ 제어의 가중행렬을 선택하는 방법에 관한 것이다. 대각행렬 형태의 제어가중행렬과 ρd와 ϕd의 2개 변수 상태가중행렬을 갖는 해밀토니안 시스템의 특성방정식에서 중근과 가중행렬의 관계식을 유도한다. 그리고 상태가중행렬이 양의 준정부호 행렬이 될 조건에서 실근으로 이동할 중근의 이동범위를 구하고, 좌표평면에 표현한다. 이 범위에서 극점을 선택하고, 관계식으로 가중행렬을 계산하는 방법을 제안한다. 그리고 예제를 통해 조단블록을 갖는 4개의 중근을 원하는 서로 다른 실근으로 이동시키는 가중행렬과 제어법칙의 계산과정을 통해 제안한 방법의 유용성을 확인하였다.

우주로봇의 이산시간 출력 귀환 LQ 제어 (Output Feedback LQ control of a Space Robot in Discrete-Time)

  • 임승철
    • 소음진동
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    • 제6권5호
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    • pp.567-574
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    • 1996
  • This paper concerns an articulated space robot with flexible links. The equations of its motion are derived by means of the Lagrangian mechanics. Assuming that magnitude of elastic motions are relatively small, the perturbation approach is taken to separate the original equations of motion into linear and nonlinear equations. Th effect the desired payload motion, open loop control inputs are first determined based on the nonlinear equations. One the other hand, in order to reduce the positional errors during the maneuver, vibration suppression is actively done with a feedforward control for disturbance cancellation to some extent. Additionally, for performance robustness against residual disturbance, an LQ control modified to have a prescribed degree of stability is applied based on the linear equations. Measurement equations are formulated to be used for the maximum likelihood estimator to reconstruct states from the original robot equations of motion. Finally, numerical simulations show effectiveness of the proposed control design scheme.

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LQ제어 기법을 활용한 자기부상열차 부상제어기 설계에 관한 연구 (Study of Design for Maglev Levitation Controller based on LQ theory)

  • 이남진;한형석;양방섭;김철근
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.865-871
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    • 2007
  • The levitation system of Maglev is composed with electro-magnet, power supplier, controller and sensor. The complex interactions between above subcomponents define the characteristics of electromagnetic suspension of the vehicle. In this study, to understand the influence of controller on the running performance of Maglev, the new controller based on LQ theory will be designed and be simulated with simplified vehicle model. Then the influence of controller on the characteristics of electromagnetic suspension will be reviewed through comparison with existing control algorithm of our prototype vehicle.

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LQ 조절기의 안정도 영역에 관한 연구 : 시간 영역에서의 해석 (A Study on the Stability Magin of the LQ Regulator : Time Domain Analysis)

  • 김상우;권욱현;이상정
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1987년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 16-17 Oct. 1987
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    • pp.125-129
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    • 1987
  • The stability margin of the LQ regulator is investigated in the time domain. it is shown that the same guaranteed gain margin as that of the frequency domain analysis can be obtained with simple assumptions for the continuous time systems. It is also shown that the allowable modelling error bound can be expressed in terms of system matrices and Riccati equation solution. Guaranteed qain. margin and the allowable modelling error bound for the discrete time systems are also obtained by the similar procedures. In this case, through the some examples, the gain margin is shown to be less conservative than the frequency domain analysis result.

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GA를 이용한 TCSG 제어기의 파라메터 선정 (GA Based Control Parameter Selection Method for Optimal TCSC Control)

  • 김학만;오태규;신명철;손광명
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.841-843
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    • 1997
  • In this paper we present a Genetic approach to select weighting matrices of LQ(Linear Quadratic) controller for optimal TCSC(Thyristor Controlled Series Capacitor) control. A design of LQ controller depends on choosing weighting matrices. The selection of weighting matrices is usually carried out by trial and error, which is not a trivial problem. We proposed a efficient method using GA of finding weighting matrices for optimal control law. The proposed GA method was applied to design LQ controller of TCSC in one machine infinite bus system and showed good results.

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연마기 로봇의 강인제어를 위한 역진자의 선형화 모델을 통한 LQ제어 (LQ control by linear model of Inverted Pendulum for Robust Control of Robotic Vacuum Sweeping Machine)

  • 김수영;이재덕;진태석
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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    • pp.529-532
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    • 2012
  • 본 논문은 연마용 로봇의 외부에 대한 강건 제어를 위한 방법으로 로봇의 강인제어기법을 테스트하기 위한 방법으로 수평형 도립진자를 이용하여 제안한 기법을 선형화된 모델을 기반으로 제어하고자 한다. 수평형 도립진자를 이용한 복잡한 동특성 분석과 비선형 시스템의 수학적 모델링을 통해 수식화하였고, 선형화된 상태공간방정식을 이용하는 현대제어인 슬라이드 모드 제어를 도입하여 시스템 제어를 해보았다. 또한, 동역학의 파라미터를 설계하며 또한 알 수 없는 외란과 파라미터 변동을 추정하는 외란 관측기를 사용하여 더욱 제어 시스템에 강인성을 실험결과로 분석하였다.

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최적 FIR 필터를 사용한 강인제어기 (Robust Controller with Optimal FIR Filter)

  • 김명준;권오규;이준화;권욱현
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1993년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.323-325
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    • 1993
  • In this paper, an output feedback controller is proposed for continuous time-invariant linear systems. The proposed controller, LQ-FIR consists of an LQ control gain and an optimal FIR filter. The LQ-FIR controller is derived, and the stability of the closed loop system is proved. The bounds of parameter variations guaranteeing the closed loop stability are obtained, when the LQ-FIR controller is applied to the system with model uncertainties.

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우주왕복선 액체로켓엔진 작동의 최적출력제어 시뮬레이션 (Optimal Output Feedback Control Simulation for the Operation of Space Shuttle Main Engine)

  • 차지형;고상호
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.37-53
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    • 2016
  • 본 논문에서는 다단 연소방식의 액체로켓엔진인 우주왕복선 주 엔진(Space Shuttle Main Engine, SSME)의 제어 알고리즘을 다룬다. 이를 위해 SSME의 각 구성품들을 기준으로 크게 7가지 분류로 나누어 구성하여 수학적 모델링을 하였으며 순항상태 추력을 기준으로 Rated Propulsion Level (RPL)에 따른 정상상태 작동점을 구하였다. 폐루프 시스템을 위하여 순항상태인 RPL 104% 조건에서의 선형모델을 이용하여 최적 출력피드백 LQR 제어기 설계를 하였으며 시뮬레이션을 통해 제어기의 성능을 검증하였다.