• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1382-1386
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• 2003

In this paper, we propose a controller for the position of a cart and the angle of a pendulum. To achieve both purposes simultaneously, we divide the system into the dominant subsystem and the dominated one after partial feedback linearization. The proposed controller is composed of a nonlinear controller stabilizing the dominant subsystem and a linear quadratic controller. Using the proposed controller, the controllable region is increased by the nonlinear control part and the control input minimized by the linear control part (LQR).

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.236-242
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• 2008

본 논문은 회전형 역 진자 시스템(Rotary Inverted Pendulum System : RIPS)에 대한 계층적 공정 경쟁 기반 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGA) 기반 최적 퍼지 제어기 설계를 제안한다. 회전형 역 진자 시스템의 제어를 위해 퍼지제어기를 사용하였으며, 이때 퍼지제어기의 규칙은 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어기를 기반으로 하여 설계하였다. 유전자 알고리즘은 전역해를 구할 수 있는 장점이 있어 많은 분야에 성공적으로 적용되고 있지만 조기수렴 문제로 인하여 지역해에 빠질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 병렬유전자 알고리즘이 개발되었으며, HFCGA는 병렬유전자 알고리즘을 개선한 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 퍼지 제어기의 파라미터의 최적화를 위해 계층적 공정 경쟁 기반 유전자 알고리즘을 사용하였다. 시뮬레이션 및 실험을 통하여 LQR 제어기, 기존 단순유전자 알고리즘(SGA)을 이용한 퍼지제어기와 제안된 HFCGA 기반 퍼지제어기의 성능 비교를 통하여 제안된 방법의 우수성을 보인다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.209-217
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• 2001

In this paper, we propose a linear quadratic regulator(LQR) controller design for the active suspension using evolution strategy(ES) and neural network. We can improve the inherent suspension problem, the trade-off between ride quality and suspension travel by selecting appropriate weight in the LQR-objective function. Since any definite rules for selecting weights do not exist, we replace the designers trial-and-error method with ES that is an optimization algorithm. Using the ES, we can find the proper control gains for selected frequencies, which have major effects on the vibrations of the vehicle. The relationship between the frequencies and proper control gains are generalized by use of the neural networks. When the vehicle is driven, the trained neural network is activated and provides the proper gains for operating frequencies. And we adopted double sky-hook control to protect car component when passing large bump. Effectiveness of our design has been shown compared to the conventional sky-hook controller through simulation studies.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1766-1767
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• 2011

본 논문에서는 기존의 proportional-integral-derivative (PID) 제어기의 이득조정과정에서 linear quadratic regulator(LQR)을 이용하여 이득조정을 하는 방법을 제안한다. 제안된 제어기의 이득은 LQR의 수식으로 표현되어지며 Matlab/simulink을 이용한 모의실험을 통해 위치프로파일에 대한 위치추종오차의 성능이 평가되어진다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2240-2242
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• 2001

A rotary double inverted pendulum, the nonlinear system has a regulation problem. In this paper, we linearize the nonlinear system at the upright equilibrium position. The linearized system can be expressed in state space. To maintain the upright position, we design a feedback controller using LQR(Linear Quadratic Regulator) algorithm. Then we simulate the system with third-order Adams Bashforth Moulton Method. The simulated result shows that the applied algorithm is effective for the regulation problem.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.41.4-41
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• 2001

In this paper, we propose a LQR(Linear Quadratic Regulator) controller design for the active suspension using two-degree-of-freedom quarter-car model. We can improve the inherent suspension problem, the tradeoff between ride quality and suspension travel by selecting appropriate weights in the LQR-objective function. Because any definite rules for selecting weights do not exist, we replace the designer´s trial and error with the optimization-algorithm, ES(Evolution Strategy). Using the ES, we can find the proper control gains for selected frequencies, which have major effects on the vibrations of the vehicle´s state variables.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.37-46
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• 2001

본 연구에서는 부분적으로 정상상태 확률과정으로 모델링할 수 있는 가진입력에 대하여 확률적으로 정의된 구조물의 최대응답에 대한 구속조건을 만족시키면서 제어력을 최소화 할 수 있는 최적설계 방법을 제안한다. 최적화 과정에서 안정성의 확보를 위해 제어기를 전상태 피드백 LQR제어기의 형태로 한정하였으며 가중치 행렬을 설계변수로 하고 Riccati 행렬을 매개변수로 하여 목적함수와 구속조건 함수 및 그 기울기를 계산한다. 제안된 방법을 통해 설계된 전상태 피드백 LQR제어기는 목표 응답성능을 만족시킬 수 있었고 이에 필요한 최대 제어력을 확률적으로 정량화하여 제어금기의 제작에 유용한 자료가 될 수 있도록 하였다. 상태변수 추정을 위해 독립적으로 설계된 Kalman 필터와 최적화된 LQR 제어기가 결합된 LQG 제어기 및 그 차수를 축소시킨 제어기는 모두 큰 성능의 저하가 없었으며 따라서 제안된 설계방법을 이용하여 구조물의 최대응답에 관한 구속조건을 만족시키는 출력 피드백 제어기 설계가 충분히 가능함을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.75.4-75
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• 2001

This paper designs the robust hybrid controller for the multi degree-of-freedom system having uncertainty caused by modeling error and disturbances. The controlled plant is the construction which has an active dynamic vibration absorber on the top and is excited by the El Centre earthquake at the base. The active controller designed by the LQR(Linear Quadratic Regulator) and H-infinity control theory. The robustness of the hybrid H$\infty$ controller is compared with that of the hybrid LQ controller from computer simulation.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제4권1호
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• pp.1-9
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• 2006

This paper presents the modeling and multivariable feedback control of a novel high-precision multi-dimensional positioning stage. This integrated 6-degree-of-freedom. (DOF) motion stage is levitated by three aerostatic bearings and actuated by 3 three-phase synchronous permanent-magnet planar motors (SPMPMs). It can generate all 6-DOF motions with only a single moving part. With the DQ decomposition theory, this positioning stage is modeled as a multi-input multi-output (MIMO) electromechanical system with six inputs (currents) and six outputs (displacements). To achieve high-precision positioning capability, discrete-time integrator-augmented linear-quadratic-regulator (LQR) and reduced-order linearquadratic-Gaussian (LQG) control methodologies are applied. Digital multivariable controllers are designed and implemented on the positioning system, and experimental results are also presented in this paper to demonstrate the stage's dynamic performance.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권5호
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• pp.165-172
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• 2000

The VDC(Vehicle Dynamic Control) is a control system whose target is to improve stability of a vehicle under lateral motion. A lateral vehicle motion, especially on a slippery road, can lead to a hazardous situation, and the situation can even worsen by the driver`s inappropriate response. In this paper, two VDC systems, a fuzzy-based controller and an LQR-based controller have been developed. The controllers take as input the yaw rate and the sideslip angle of either body or rear wheel, and they yield the direct yaw moment signal by which the vehicle can gain stability during cornering. Simulations have been conducted to evaluate the performance of the control system. The results indicated that the controllers can successfully improve vehicle stability under potentially dangerous driving conditions.