• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권3_4호
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• pp.557-572
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• 2004

Control systems are used to limit structural lateral deflections during large external loads such as winds and earthquakes. Most recently, the semi-active control approach has grown in popularity due to inexpensive control devices that consume little power. As a result, recently designed control systems have employed many semi-active control devices for the control of a structure. In the future, it is envisioned that structural control systems will be large-scale systems defined by high actuation and sensor densities. Decentralized control approaches have been used to control large-scale systems that are too complex for a traditional centralized approach, such as linear quadratic regulation (LQR). This paper describes the derivation of energy market-based control (EMBC), a decentralized approach that models the structural control system as a competitive marketplace. The interaction of free-market buyers and sellers result in an optimal allocation of limited control system resources such as control energy. The Kajima-Shizuoka Building and a 20-story benchmark structure are selected as illustrative examples to be used for comparison of the EMBC and centralized LQR approaches.

• 한국추진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.24-32
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• 1997

소형 가스터빈 엔진에 대하여 다양한 대기조건에 대하여 DYNGEN을 이용하여 비선형 동적모사를 수행하였다. 블리드 공기량의 변화가 엔진의 성능에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 성능 향상을 위한 제어기 구성에 앞서 실시간 선형모델을 구하였으며 엔진로터회전수의 변화에 따른 시스템 행렬들의 적합한 변화를 통해 비선형 모사의 결과에 매우 근접하는 결과를 얻었다. 최적의 LQR 제어기를 구성하는데 있어, 연료유량만을 제어입력으로 고려한 경우와 연료유량과 블리드 공기를 동시에 제어입력으로 고려한 경우의 제어 결과 비교를 통해 단일 입력보다는 다변수 입력을 고려했을 때 연구 대상 엔진이 더 우수한 성능을 발휘함을 알았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제8회 학술강연회논문집
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• pp.55-60
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• 1997

소형 터보제트엔진에 대하여 다양한 대기조건에 대하여 DYNGEN을 이용하여 비선형 동적모사를 수행하였다. 블리드 공기량의 변화가 엔진의 성능에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 성능 향상을 위한 제어기 구성에 앞서 실시간 선형모델을 구하였으며 엔진로터 회전수의 변화에 따른 시스템행렬들의 적합한 변화를 통해 비선헝 모사의 결과에 매우 근접하는 결과를 얻었다. 최적의 LQR 제어기를 구성하는데 있어, 연료유량만을 제어입력으로 고려한 경우와 연료유량과 블리드 공기를 동시에 제어입력으로 고려한 경우의 제어 결과 비교를 통해 단일 입력보다는 다변수 입력을 고려했을 때 연구 대상 엔진이 더 우수한 성능을 발휘함을 알았다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.16-22
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• 2016

세계적으로 수많은 로봇연구실에서 이륜 도립진자 이동로봇에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이런 이륜 도립진자 이동로봇이 평탄한 경사면에서 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 강인 제어기를 개발하는 것으로 고려한다. 경사면에서 이륜 도립진자 이동로봇의 균형을 위해 3 자유도의 운동방정식에서 선회운동을 제한한 2 자유도 동력학식을 사용하며, 가변구조시스템 이론을 근간으로 하는 슬라이딩 모드 제어기를 제안하고 LQR 이론을 이용하여 슬라이딩 운동이 일어나는 슬라이딩 평면을 설계한다. 시뮬레이션을 위해 Mathworks사의 Simulink를 활용하여 이륜 도립진자 이동로봇의 2 자유도 모델을 실현하고, 슬라이딩 모드 제어기 또한 Simulink를 이용하여 구현한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 제어기가 경사면을 주행하는 이륜 도립진자 이동로봇을 효과적인 제어한다는 것을 보인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.45-52
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• 2006

압전재료를 사용한 복합재료 패널의 플러터 억제 방법으로서 비선형 모델을 기반으로 하는 비선형 제어기법 중의 하나인 궤환 선형화에 의한 제어방법을 소개하였다. 기존의 패널 플러터 제어기에 대한 대부분의 연구들은 선형모델을 기반으로 설계된 선형2차제어기(LQR: Linear Quadratic Regulator)였음에 비해, 본 연구에서 제안한 비선형제어기는 시스템이 갖고 있는 비선형 특성들을 모두 고려해서 설계하였다. 압전 작동기로서는 PZT를 사용하였다. 가상변위의 원리와 4절점 사각형 요소를 사용하여 이산화된 비선형 운동방정식을 유도하였으며 제어기 설계를 위해 모달 변환을 통해 상태공간에서의 비선형 연계-모달 방정식으로 변환하였다. 본 논문에서 제안한 비선형 제어기에 의한 제어 결과와 선형모델을 기반으로 한 LQR 제어결과를 Newmark 수치적분법을 통해 시간영역에서 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권2호
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• pp.103-110
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• 2022

악천후나 기계적 결함에 의한 비행성(Handling Qualities) 저하는 그 상황에 익숙하지 못한 조종사에게 치명적인 위험을 줄 수 있다. 특히 결빙의 경우에는 실제로 사고가 빈번하게 일어나는 원인인 만큼 중요하게 고려해야 할 사안이다. 대다수의 기존 연구들은 결빙에 따른 공기역학적 성능 변화와 그에 따른 모델링 방법을 제시하거나 결빙을 방지하는 방법을 주로 다루었으나, 본 연구에서는 전기체(full-scale) 헬리콥터에 발생하는 결빙으로 인한 비행 성능 저하를 능동적으로 보상하는 비행제어기를 설계하고자 한다. 본 연구에서는 먼저 UH-60 헬리콥터에 발생하는 결빙으로 인한 비행성 저하를 CONDUIT이라는 프로그램을 통해 보이고, 이러한 비행성 저하를 보상하기 위해 RS-LQR(Robust Servomechanism Linear Quadratic Regulation) 기법을 사용한 강인 제어기를 설계하였다. 시뮬레이션을 통해 제안한 강인 제어기가 헬리콥터가 결빙된 상황에서도 Level 1 비행성을 유지하는 것을 보였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권1호
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• pp.122-131
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• 2004

A constraint equation-based control law design for large angle attitude maneuvers of flexible spacecraft is addressed in this paper The tip displacement of the flexible spacecraft model is prescribed in the form of a constraint equation. The controller design is attempted in the way that the constraint equation is satisfied throughout the maneuver. The constraint equation leads to a two-point boundary value problem which needs backward and forward solution techniques to satisfy terminal constraints. An observer-based tracking control law takes the constraint equation as the input to the dynamic observer. The observer state is used in conjunction with the state feedback control law to have the actual system follow the observer dynamics. The observer-based tracking control law eventually turns into a stabilized system with inherent nature of robustness and disturbance rejection in LQR type control laws.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1136-1141
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• 2004

This paper presents a control method for time-delay systems and verifies the performance of the designed control system via real experiments. Specifically, the control method is applied to a flexible-link system with time delays. The method combines time- and frequency-domain controllers: linear quadratic optimal controller (or LQR) and lag compensator. The LQR is used to stabilize the system in optimal fashion, whereas the lag compensator is used to compensate time-delay effects by increasing the delay margin of the system. With this methodology, the maximum allowable time delay can be increased significantly. The proposed method is simple but quite practical for time-delay system control as it is based on the conventional loop-shaping method, which gives practical insights on delay-phase relationship. Simulation and experiment results show that the method presented in this paper is feasible and practical.

• 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.