• 제목/요약/키워드: Lyapunov 제어기

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시간지연을 갖는 이산시간 대규모 시스템의 강인 제어기 설계 (Robust Decentralized Stabilization of Uncertain Large-Scale Discrete-Time Systems with Delays)

  • 박주현
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제37권6호
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    • pp.7-14
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    • 2000
  • 본 논문에서는 부 시스템간의 상호 연결 시 시간지연을 갖는 이산시간영역의 섭동을 갖는 대규모 시스템의 강인 안정화를 위한 분산 제어기를 설계한다. 안정화를 도모하기 위하여 상태 궤환 제어기를 이용하였으며, 이러한 제어기의 존재를 보장하는 충분조건을 리아프노프 안정성 해석법을 이용하여 선형행렬 부등식으로 표현하였다. 이 부등식의 해는 다양한 최적화 알고리즘을 이용하여 쉽게 찾을 수 있으며, 이 부등식의 해로부터 제어기의 게인 행렬도 쉽게 구할 수 있다. 제안된 방법을 예제를 통하여 살펴보았다.

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비선형 불확실성 시간지연 시스템의 퍼지 견실 $H^{\infty}$제어기 설계 (Fuzzy Robust$H^{\infty}$ Controller Design of Nonlinear Uncertain Time Delay Systems)

  • 김종해;이형호;박홍배
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권5호
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    • pp.30-41
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    • 1999
  • 본 논문에서는 연속시간과 이산시간에서 파라미터 불확실성과 시간지연을 가지는 비선형시스템에 대한 퍼지 견실 H∞ 제어기 설계방법을 제시한다. 비선형시스템은 변형한 T-S(Takagi- Sugeno) 퍼지모델을 사용하여 나타내고, 퍼지제어는 PDC(parallel distributed compensation) 개념을 이용한다. 또한 Lyapunov 접근방법을 이용하여 불확실성, 외란과 시간지연을 가지는 변형한 T-S 퍼지모델의 H∞ 노옴 한계를 가지는 자승적 안정성을 언급하고, LMI(linear matrix inequality) 기법을 이용하여 퍼지 견실 H∞ 제어기의 존재 조건과 제어기 설계방법을 제시한다. 그러므로 제시한 기법은 구하여진 충분조건을 만족하는 해를 찾음과 동시에 제어기를 한번에 설계할 수 있다. 마지막으로 예제를 통하여 제시한 방법의 타당성을 확인한다.

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일반적인 유연조인트 로봇에 부합되는 견실제어설계 (Robust control design applicable to general flexible joint manipulators)

  • 김동환;챈 예화
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.10-18
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    • 1998
  • 불확실한 변수와 비선형성을 가지는 유연조인트 로봇의 견실제어 방안을 제시한다. 그리고 본 시스템에서 불확실구조는 일치성을 유지하지 않는 불일치성 불확실 시스템이다. 제어기는 리아노프의 방안에 근거를 두고있다. 견실제어는 연산토크법을 사용하고 삽입제어기법을 통하여 좌표변환을 통해 구성된다. 제어기 설계과정은 우선 연산토크방법에 의해 시스템 동역학에서 정격부분을 선형으로 2개의 부분시스템으로 구성한다. 이후 좌표변환을 이용하여 각 부분시스템에 제어기를 구축한다. 이 방안을 통하여 관성 행렬이 알려진 값인 경우 이 행렬의 상위한계 조건없이 제어기를 설계할 수 있다. 따라서 임의의 형태의 로봇에도 적용 가능한 제어알고리즘이 된다. 설계된 견실제어는 변환된 시스템이나 원시스템 모두 실용적 안정성을 보장한다. 이 변환은 단지 불확실변수의 최대 한계값의 정보만을 요구한다.

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파라미터 불확실성을 갖는 이산시간 어핀 T-S 퍼지 시스템의 제어기 설계 (Controller Design for Discrete-Time Affine T-S Fuzzy System with Parametric Uncertainties)

  • 이상인;박진배;주영훈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2516-2518
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    • 2004
  • This paper proposes a stability condition in discrete-time affine Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with parametric uncertainties and then, introduces the design method of a fuzzy-model-based controller which guarantees the stability. The analysis is based on Lyapunov functions that are continuous and piecewise quadratic. The search for a piecewise quadratic Lyapunov function can be represented in terms of linear matrix inequalities (LMIs).

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큰 상태변수 시간 지연 부정합조건 불확실성 시스템을 위한 강인한 슬라이딩 모드 제어기 (A Robust Sliding Mode Controller for Unmatched Uncertain Severe Sate Time-Delay Systems)

  • 이정훈
    • 전기학회논문지
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    • 제59권10호
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    • pp.1894-1899
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    • 2010
  • This note is concerned with a robust sliding mode control(SMC) for a class of unmatched uncertain system with severe commensurate state time delay. The suggested method is extended to the control of severe state time delay systems with unmatched uncertainties except the matched input matrix uncertainty. A transformed sliding surface is proposed and a stabilizing control input is suggested. The closed loop stability together with the existence condition of the sliding mode on the proposed sliding surface is investigated through one Lemma and two Theorems by using the Lyapunov direct method with the concept of the control Lyapunov function instead of complex Lyapunov-Kravoskii functionals. Through an illustrative example and simulation study, the usefulness of the main results is verified.

동적인 매개변수 불확실성을 갖는 로보트 매니퓰레이터와 조작기에 대한 강건한 제어기 (Robust controller for actuator plus manipulator with dynamic parameter uncertainty)

  • 정을호;이종용;이상효
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1990년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 26-27 Oct. 1990
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    • pp.161-166
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    • 1990
  • In this paper, Proposed the robust controller for robot manipulator plus actuator with dynamic parameter uncertainties. In general, errors and uncertainties system parameters exist more or less between the actual system and mathematical model. To reduce these trems, used Lyapunov stability theorem. The performance of the controller is evaluated for the three degree of freedom robot manipulator plus actuator model with uncertainties of parameters and model errors.

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불확실한 비선형 시스템의 퍼지 관측기 기반의 슬라이딩 모드 제어기 설계 (Sliding Mode Controller Design Based On The Fuzzy Observer For Uncertain Nonlinear System)

  • 서호준;박장현;허성희;박귀태
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.284-284
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    • 2000
  • In adaptive fuzzy control systems. fuzzy systems are used to approximate the unknown plant nonlinearities. Until now. most of the papers in the field of controller design for nonlinear system using fuzzy systems considers the affine system with fixed grid-rule structure based on system state availability. This paper considers observer-based nonlinear controller and dynamic fuzzy rule structure. Adaptive laws for fuzzy parameters for state observer and fuzzy rule structure are established so that the whole system is stable in the sense of Lyapunov.

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무인 잠수정의 T-S 퍼지 모델 기반 강인 속도 제어기 설계 (T-S Fuzzy-Model-Based Robust Speed Controller Design of Autonomous Underwater Vehicles)

  • 연영준;김도완;이호재
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1946-1947
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    • 2011
  • 본 논문은 파라미터의 불확실성을 포함한 비선형 무인 잠수정(autonomous underwater vehicles: AUVs)의 속도 제어를 위한 강인 퍼지 제어기를 제안한다. 효율적이고 안정적인 접근을 위해 불확실성을 포함한 비선형 무인 잠수정의 속도 시스템은 타카기-수게노(Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델로 표현된다. 리아푸노프(Lyapunov) 안정도 이론을 이용하여, 무인 잠수정의 제어 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(linear matrix inequality: LMI) 형태의 제어기 설계 조건을 유도한다. 제안된 강인 속도 제어기 성능의 유효성을 검증하기 위해 모의실험을 수행한다.

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상태 및 입력 시간지연을 갖는 이산 퍼지 마코비안 점프 시스템의 H 제어 (H Control for Discrete-Time Fuzzy Markovian Jump Systems with State and Input Time Delays)

  • 이갑래
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.28-35
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    • 2012
  • 본 논문에서는 상태변수 및 입력변수에 시간지연을 가지는 이산 퍼지 마코비안 점프 시스템의 $H_{\infty}$ 퍼지 제어기 설계 방법을 나타낸다. 시간지연 퍼지 마코비안 점프 시스템은 마코비안 점프 파라미터를 갖는 시간 지연 비선형 시스템을 Takagi-Sugeno 퍼지 모델로 표현된 것이다. 확률 리아프노프(Lyapunov) 함수를 이용하여 폐루프 시스템이 안정하며 $H_{\infty}$ 성능 조건을 만족하는 조건식을 유도한다. 확률 리아프노프 함수는 시스템 모드에 따라 변하는 함수이다. 유도된 조건식으로부터 제어기 존재 조건을 선형행렬부등식으로 나타내며, 제어기는 선형행렬부등식의 해로부터 직접 구할 수 있다. 수치적 예제 및 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법의 타당성을 보인다.

퍼지 슬라이딩 모드의 속도 향상을 위한 제어기 설계 (Fuzzy sliding mode controller design for improving the learning rate)

  • 황은주;조영완;김은태;박민용
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.747-752
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    • 2006
  • 본 논문에서는 두 개의 시스템으로 구성된 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어기의 설계를 제안한다. 제안한 슬라이딩 모드 제어기는 두 개의 시스템입력으로 구성된다. 기존의 슬라이딩 모드 제어기는 $approximation{\^{u}}(t)$에 불연속항 sgn함수나 sat함수를 추가하여 상태궤적을 sliding surface로 보내는 제어 기법을 사용하고 있다. 본 논문에서는 이러한 기존의 제어기에 또 하나의 불연속항 제어기를 추가하여 불확실한 제어 이득에 의한 disturbance를 줄여주고, 불확실한 외란에 강인한 제어기설계와 알지 못하는 실제 비선형 시스템과 퍼지 시스템 간의 오차에 의한 불안정성도 해결할 수 있는 제어기를 제안하였다. 또한 본 논문에서는 Fuzzy tuning을 통해 슬라이딩 조건을 가변화함으로써 기존의 슬라이딩 모드 제어기에 비해 빠르고 정확하게 추종 가능하도록 제어기의 성능을 향상시킨다. 기존의 슬라이딩 모드 제어방식에서는 ${\eta}$값을 임의의 양의 상수로 두고 설계를 하였다. 하지만 이러한 방식은 높은 overshoot를 발생하게 하거나 늦은 정정시간을 갖게 하였다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 state의 각 상황에 맞는 ${\eta}$값을 fuzzy tuning을 통하여 유도해 내어 overshoot를 줄이며 동시에 정정시간도 줄여 제어성능을 높이는 방법을 제안한다.