• 제목/요약/키워드: Linearization method

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모델매칭 기법을 이용한 시스템 섭동을 갖는 비선형 크레인시스템 제어 (Control of Nonlinear Crane Systems with Perturbation using Model Matching Approach)

  • 조현철;이진우;이영진;이권순
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.523-530
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    • 2007
  • 크레인 시스템은 항만 터미널 등의 산업현장에서 무거운 물체를 이송하는데 사용되는 장비로서 그 정확성과 신속성을 동시에 만족시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 적응제어기의 일종인 모델매칭 기법을 이용하여 복잡한 3 자유도 비선형 크레인의 제어 시스템에 대한 연구를 제안한다. 피드백 선형화(feedback linearization)를 통해 비선형 크레인 모델을 선형화한 후 PD 제어기를 적용하여 선형 공칭 모텔을 구한다. 이 모델은 시스템 섭동을 갖는 실시간 시스템 모델과 함께, 리아푸노브(Lyapunov) 이론을 적용하여 실시간 섭동에 의해 발생되는 제어오차를 감소하기 위한 보조 제어규칙의 산출에 이용된다. 또한 리아푸노브 안정성이론을 적용하여 구성한 크레인 제어시스템의 안정성 해석을 실시한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하며 기존의 제어방식과 비교 분석하여 그 우수성을 입증한다.

조미동 구동기의 반복추종제어에 관한 연구 (A Study on Repetitive Tracking Control of a Coarse-Fine Actuator)

  • 최기상;오종현;최기흥
    • 전자공학회논문지T
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    • 제36T권4호
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    • pp.38-46
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    • 1999
  • 본 논문에서는 조미동 구동기의 반복추종제어에 관하여 논의한다. 제안되는 시스템은 조동구동기로 선형 자기드라이브를, 미동구동기로 선형 압전구동기를 사용하여 구성된다. 특히, 선형 자기드라이브에 내재된 비선형 마찰과 선형 압전구동기의 이력현상이 먼저 모델링되고 되먹임선형화 루프가 이들을 추종제어에 사용한다. 주기적인 입력신호를 추종하는 경우 이를 더욱 확장하려 반복제어 알고리즘을 포함하도록 제어기를 설계한다. 즉, 반복제어기는 되먹임선형화가 적용된 PID 제어기에 설치된다. 실험결과에 의하면 정현파 입력을 추종하는 경우 PID 제어기에 되먹임선형화와 반복제어기를 함께 적용함으로써 추종성능을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

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FBW 헬리콥터 모델 역변환 비행제어법칙 설계 및 검증 (Design and Validation of Model Inversion Flight Control Law for Fly By Wire Helicopter)

  • 김종섭;조인제;이승덕;이한주
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권8호
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    • pp.678-687
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    • 2012
  • 우천, 안개 낀 날씨 및 먼지 등에 의해 시계가 확보되지 않는 비행 환경에서의 헬리콥터의 안정성(stability) 및 비행성(flying quality)을 향상시키기 위해 모델 역변환 제어(Model Inversion Control) 방식의 전자식 비행제어시스템(Fly-By-Wire Flight Control System)의 적용은 필수적이다. 선진 항공사인 미국의 Bell-Sikorsky사와 유럽 컴소시움인 NHI(NH Industries)사는 FBW 비행제어시스템을 V-22와 NH-90의 헬리콥터 양산에 적용한 바 있다. 본 논문에서는 BO-105 모델을 기반으로 CONDUIT(Control Designer's Unified Interface)을 활용하여 제자리 비행영역에서 모델 역변환 비행제어법칙을 설계하였으며, 헬리콥터 비행조종성 국제규격인 ADS-33E-PRF을 기준으로 평가하였다. 설계된 비행제어법칙을 CONDUIT과 HETLAS(HElicopter Trim Linearization And Simulation)를 기반으로 평가한 결과, ADS-33E-PRF에서 제시하고 있는 예측 조종성(predicted handling quality) 규격에 대해 비행조종성 Level 1을 만족시킬 수 있었다.

대규모 비선형 구조최적화에 관한 선형 goal programming의 응용 (Application of Linear Goal Programming to Large Scale Nonlinear Structural Optimization)

  • 장태사;엘세이드;김호룡
    • 전산구조공학
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    • 제5권1호
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    • pp.133-142
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    • 1992
  • 본 논문은 수식화의 특이성 때문에 구조 최적화 문제에 거의 사용되지 않고 있는 선형 goal programming을 대규모 비선형 구조 최적화에 응용하는 방법을 제시한다. 이 방법은 다기준 최적화의 도구로 사용되는데 그 까닭은 goal programming이 목적함수와 제한조건등을 정의하는데 있어서 발생하는 난점들을 제거해 주기 때문이다. 이 방법은 비선형 goal 최적화 문제들의 해를 얻기 위해서 유한요소해석, 선형 goal programming기법, 그리고 계속적인 선형화 기법을 이용한다. 즉, 대규모 비선형 구조 최적화 문제를 비선형 goal programming형태로 전환시키는 일반적인 수식화 방법을 제시하고, 얻어진 비선형 goal 최적화 문제를 풀기 위한 계속적인 선형화 방법에 대해서도 논의한다. 설계도구로서 이 방법의 유효성을 논증하기 위하여 10, 25 및 200트러스의 사례를 가지고 응력제한조건들의 최소무게 구조 최적화 문제에 대한 해를 모색하며 이를 다른 연구결과와 비교검토한다.

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다물체계 운동 방정식 선형화를 통한 해상 풍력 발전기 동적 거동의 주파수 영역 해석 방법에 관한 연구 (A Study on the Method for Dynamic Response Analysis in Frequency Domain of an Offshore Wind Turbine by Linearization of Equations of Motion for Multibody)

  • 구남국;노명일;하솔;신현경
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.84-92
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    • 2015
  • In this study, we describe a method to analysis dynamic behavior of an offshore wind turbine in the frequency domain and expected effects of the method. An offshore wind turbine, which is composed of platform, tower, nacelle, hubs, and blades, can be considered as multibody systems. In general, the dynamic analysis of multibody systems are carried out in the time domain, because the equations of motion derived based on the multibody dynamics are generally nonlinear differential equations. However, analyzing the dynamic behavior in time domain takes longer than in frequency domain. In this study, therefore, we describe how to analysis the system multibody systems in the frequency domain. For the frequency domain analysis, the non-linear differential equations are linearized using total derivative and Taylor series expansions, and then the linearized equations are solved in time domain. This method was applied to analysis of double pendulum system for the verification of its effectiveness, and the equations of motion for the offshore wind turbine was derived with assuming that the wind turbine is rigid multibody systems. Using this method, the dynamic behavior analysis of the offshore wind turbine can be expected to take less time.

Stability Analysis of the Optimal Semi-Trailer Vehicles

  • Mongkolwongrojn, M.;Campanyim, P.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.248-251
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    • 2004
  • Stability of truck and trailer are the most significance in Thai automotive industry. This paper presents the mathematical model of a six-degree-of-freedom semi-trailer vehicle. Search method was implemented to obtain the optimum design variables of the trailer which are the distance from the fifth wheel to the centroid of the trailer and the distance from the centroid of the trailer to the trailer axel. The objective function is to minimize the steady side slip velocity, steady-state yawing velocity and steady-state angle between the tractor and the trailer. From the calculation , the optimum distance from the fifth wheel to the centroid of the trailer and the optimum distance from the centroid of the trailer to the trailer axle are 5.50 and 3.25 meters respectively. The stability of the optimal semi-trailer vehicle was also examined in steady state. The steady side slip velocity, yawing velocity and the angle between tractor and trailer are also obtained using linearization technique under unit step disturbance of the tractor front wheel steering angle.

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최적 루프 이득 제어에 의한 광대역 뱅뱅 디지털 위상 동기 루프 선형화 기법 (Linearization Technique for Bang-Bang Digital Phase Locked-Loop by Optimal Loop Gain Control)

  • 홍종필
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권1호
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    • pp.90-96
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    • 2014
  • 본 논문은 광대역 특성의 뱅뱅 디지털 위상 동기 루프를 설계함에 있어 최적의 루프 이득 선정을 통한 실용적인 선형화 설계 기법을 제안한다. 기존의 이론적 파라미터 설계 기법을 광대역 클럭 발생기 회로에 적용함에 있어 한계점을 설명하고 실제 구현된 뱅뱅 디지털 위상 동기 루프 설계에 대해서 살펴보았다. 본 논문에서는 정수 어레이와 디더 이득은 크게 하되 비례 이득을 작게 설정하여 뱅뱅 디지털 위상 동기 루프의 리미티드 사이클 노이즈를 제거하였다. 제안된 설계 기법을 적용한 뱅뱅 디지털 위상 동기 루프는 기존의 구조에 비교하여 초소형, 저전력, 선형 특성 및 루프 대역폭 조절이 가능한 장점을 보이며, 성능의 우수성을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

A Research on the Magnitude/Phase Asymmetry Measurement Technique of the RF Power Amplifier Based on the Predistortive Tone Cancellation Technique

  • Choi, Heung-Jae;Shim, Sung-Un;Kim, Young-Gyu;Jeong, Yong-Chae;Kim, Chul-Dong
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권2호
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    • pp.73-77
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    • 2010
  • This paper proposes a novel memory effect measurement technique in RF power amplifiers(PAs) using a two-tone intermodulation distortion(IMD) signal with a very simple and intuitive algorithm. Based on the proposed predistortive tone cancellation technique, the proposed measurement method is capable of measuring the relative phase and magnitude of the third-order and fifth-order IMDs, as well as the fundamental signal. The measured relative phase between the higher and lower IMD signal for specific tone spacing can be interpreted as the group delay(GD) information of the IMD signal concerned. From the group delay analysis, we can conclude that an adaptive control of GD as well as the magnitude and phase is a key function in increasing the linearization bandwidth and the dynamic range in a predistortion(PD) technique.

Nonlinear Formation Guidance Law with Robust Disturbance Observer

  • Shin, Hyo-Sang;Kim, Tae-Hun;Tahk, Min-Jea;Hwang, Tae-Won
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제10권1호
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    • pp.30-36
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    • 2009
  • Many formation guidance laws have been proposed for VAV formation flight. Since most autonomous formation flight methods require various active communication links between the vehicles to know motion information of other vehicles, damage to the receiver or the transmitter and communication delay are critical problem to achieve a given formation flight mission. Therefore, in this point of view, the method that does not need an inter-vehicle communication is preferred in the autonomous formation flight. In this paper, we first summarize the formation guidance law without an inter-vehicle communication using feedback linearization and sliding mode control proposed in previous study. We also propose the modified formation guidance law with robust disturbance observer, which can provide significantly better performance than previously mentioned guidance law in case that other vehicles maneuver with large accelerations. The robust disturbance observer can estimate uncertainties generated by acceleration of leader vehicle. By eliminating the uncertainties using the estimated uncertainties, VAVs are able to achieve the tight formation flight. The performance of the proposed approach is validated by numerical simulations.

지속기간별 강우자료의 적정분포형 선정을 통한 확률강우강도식의 유도 (Derivation of Rainfall Intensity-Duration-Frequency Equation Based on the Approproate Probability Distribution)

  • 허준행;김경덕;한정훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제32권3호
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    • pp.247-254
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    • 1999
  • 우리 나라 주요 우량관측소 22개 지점의 매년 최대치 강우자료에 대하여 빈도해석을 실시하였다. 매개변수 추정방법은 모멘트법, 확률가중 모멘트법, 최우도법 등이며, 매개변수 적합성, 도시적 해석, 분리효과, 적합도 검정결과 GEV 분포가 우리 나라 강우자료에 대하여 가장 적합한 확률분포형으로 나타났다. 선정된 GEV 분포형을 모집단의 확률분포형으로 가정하여 재현기간별 확률강우량을 산정하므로써 지역적 해석을 실시하였으며, 정확도 있는 선형화 기법을 통해 회귀분석을 실시하여 확률강두강도식을 유도하였다. 본 연구에서 유도된 확률강우강도식은 실무차원에서 임의 지속기간의 재현기간별 확률강우량을 간편하게 구할 수 있을 것으로 판단된다.

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