• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.988-991
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• 1996

The purpose of this thesis is to develop methods of designing robust LQR/LQG controllers for time-varying systems with real parametric uncertainties. Controller design that meet desired performance and robust specifications is one of the most important unsolved problems in control engineering. We propose a new framework to solve these problems using Linear Matrix Inequalities (LMls) which have gained much attention in recent years, for their computational tractability and usefulness in control engineering. In Robust LQR case, the formulation of LMI based problem is straightforward and we can say that the obtained solution is the global optimum because the transformed problem is convex. In Robust LQG case, the formulation is difficult because the objective function and constraint are all nonlinear, therefore these are not treatable directly by LMI. We propose a sequential solving method which consist of a block-diagonal approach and a full-block approach. Block-diagonal approach gives a conservative solution and it is used as a initial guess for a full-block approach. In full-block approach two LMIs are solved sequentially in iterative manner. Because this algorithm must be solved iteratively, the obtained solution may not be globally optimal.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.78-84
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• 2001

The translation system is made up of springs, masses and a dashpot. This precise piece of equipment is controlled electro-mechanically by a motor and operating program. The control strategy of the system can be changed by spring stiffness, change of mass, and the damping coefficient of the dashpot. This system proves the necessity and effect of a closed loop control. In this paper, PD control experiments were implemented for the translation system. When the north falter was added on the PD controller, we compared the response characteristics of the two systems. The state feedback controller minimized scalar control gains and the resulting response characteristics of the system were studied using the LQR design. Finally, we improved the response characteristics of the translation system which are rising time, settling time, steady state error, and overshoot LQR was better as compared with PD control.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.574-580
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• 2007

This paper deals with LQR controller design method tor system having complex poles. The proposed method is capable of systematically calculating weighting matrices based on the pole's moving-range and the relational equation between closed-loop pole(s) and weighting matrices. The method moves complex poles to complex poles or two distinct real poles. This will provide much-needed functionality to apply LQR controller. The example shows the feasibility of the proposed method.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권9호
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• pp.84-91
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• 2006

The synthesis of optimal controllers for multivariable systems usually requires an accurate linear model of the plant dynamics. Real systems, however, contain nonlinearities and high-order dynamics that may be difficult to model using conventional techniques. This paper presents a novel loaming method for the synthesis of LQR controllers that doesn't require explicit modeling of the plant dynamics. This method utilizes the sign of Jacobian and gradient descent techniques to iteratively reduce the LQR objective function. It becomes easier and more convenient because it is relatively very easy to get the sign of Jacobian instead of its Jacobian. Simulations involving an overhead crane and a hydrofoil catamaran show that the proposed LQR-LC algorithm improves controller performance, even when the Jacobian information is estimated from input-output data.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.173-179
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• 2001

성능지수는 제어 대상이 되는 구조물의 응답과 제어기의 성능에 관한 가중함수로 구성되어 있다. 따라서 가중함수의 설계에 따라 성능지수가 변화되며 제어 효율이 달라진다. 본 논문에서는 최적 능동제어 알고리듬의 일종인 시간 영역에서의 성능지수를 고려한 LQR기법과 LQG기법 및 주파수 영역에서의 성능지수를 고려한 H₂기법에 대하여 동일한 가중함수를 적용하여 제어 성능인 제어율과 제어력을 비교하는데 목적을 두고 있다. 그러나, LQG기법은 모든 상태 변수를 알아야 하는 LQR기법의 한계를 극복할 수 있으며 LQR기법과 동일 수준의 제어율과 제어력을 보이고 있고 출력 제어라는 장점을 고려하면 현실적인 기법이라고 말할 수 있다. 마지막으로 구조물 응답과 제어기의 주파수 특성을 고려하여 주파수 필터의 가중함수를 설계하는 H₂기법을 분석하였다. H₂기법은 제어력을 저주파수 영역에 집중시킬 수 있기 때문에 구조물 응답을 효과적으로 제어할 수 있는 방법으로 분석되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권4호
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• pp.382-390
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• 2009

The submerged body near the free surface is disturbed by the 1st and 2nd order wave forces, which results in unstable movements when no control is applied. In this paper, the vertical motions of the submerged body are analyzed, and the time-variant nonlinear system for the vertical motions of the submerged body is transformed to the time-invariant linear system in state space. Next, depth controller of the submerged body is designed by using LQR control, one of the modern optimal control technique. Numerical simulation shows that effective depth controls can be achieved by LQR control.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.505-511
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• 2015

고체 산화물 연료전지는 $800{\sim}1000^{\circ}C$의 고온에서 작동한다. 고온 작동은 효율에 유리하지만 재료 요구 조건, 신뢰성, 열팽창 문제 등이 발생하여 온도 제어가 중요하다. 본 연구에서는 연료전지 시스템의 열관리를 위한 상태 공간 제어기를 설계하고 응답 특성을 확인하였다. 연료전지 스택과 열관리 핵심부품인 촉매연소기는 집중 용량법을 이용한 과도 응답 모델을 개발하였고, 구성품과 통합하여 정적 운전 특성을 확인하였다. 개발된 비선형 시스템을 정격 운전 조건에서 다중 입력과 출력이 가능한 상태 공간 식으로 선형화하였다. 부하에 따라 응답특성이 현저하게 달라지는 특성을 제어하기 위해 LQR 제어기를 설계하여 궤환 제어 시스템의 온도를 제어하였다. 상태 궤환 제어기가 적어도 두 개의 제어 게인을 가지고 운전 영역에 따른 응답을 보여줄 때, 원하는 온도 응답을 나타냄을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권2호
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• pp.118-128
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• 2012

본 논문은 쿼드로터형 무인 비행체를 비전센서를 이용한 목표 추적 위치 제어기 설계하였고, 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해서 확인하였다. 우선 제어기 설계에 앞서 쿼드로터의 동역학 분석 및 실험데이터를 통한 모델링을 수행하였다. 이때, 모델의 계수들은 실제 비행 데이터를 이용한 PEM(Prediction Error Method)을 이용하여 얻었다. 이 추정된 모델을 바탕으로 LQR(Linear Quadratic Regulator) 기법을 이용한 임의의 목표를 따라가는 위치 제어기를 설계하였으며, 이때 위치 정보는 비전센서의 색 정보를 이용한 Color Tracking기능을 이용하여 쿼드로터와 물체의 상대적인 위치를 얻어내었고, 초음파 센서를 이용하여 고도 정보를 얻어 내었다. 마지막으로 실제 움직이는 물체의 추적 제어 실험을 수행하여 LQR 제어기 성능을 평가하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.676-682
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• 1999

A study which develops a controller design methodology that has flexibility of eigenstructure assignment within the stability-robustness contraints of LQR is requried and has been performed. The previously developd control design methodology, namely, EALQR(Eigenstructure Assignment/LQR) has better performance than that of conventional LQR or eigenstructure assignment but has a constraint for the weitgting matrix in LQR, which could be indefinite for high-order system. In this paper, the effects of the indefinite Q in EALQR on the frequency domain properties are analyzed. The robustness criterion and quantitative frequency domain properties are also resented. Finally, the frequency domain properties of EALQR has been analyzed by applying to a flight control system design example.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권11호
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• pp.108-120
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• 1998

In this paper, a new control system design algorithm, which has the advantages of the existing LQR and eigenstrcture assignment methods, is proposed. The method of the transformation matrix via block controller is utilized to develop the scheme. Using the proposed algorithm, LQR weighting matrices q and R, which satisfy the desired closed-loop eigenvalues and eigenvectors, can be achieved using only simple matrix computations. The usefulness of the proposed scheme is verified by applying to a numerical example and an automotive active suspension control system design.