• 제목/요약/키워드: Lyapunov 제어기

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리아프노프 함수를 이용한 풍력 발전기 비선형 피치 및 토크 제어기 설계 (Nonlinear Pitch and Torque Controller Design for Wind Turbine Generator Using Lyapunov Function)

  • 김국선;노태수;전경언;김지언
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권10호
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    • pp.1147-1154
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    • 2012
  • 본 논문에서는 풍력발전기의 회전속도와 출력을 제어하기 위한 블레이드 피치 제어기 및 발전기 토크 제어 기법을 제시하고 비선형 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 확인하였다. 회전속도 오차 및 출력오차를 이용한 양한정 함수를 정의하고 리아프노프 안정성 이론을 적용하여 정적 피치 제어기와 동적 토크 제어기를 설계하고, 제어기 설계 모델과 실제 적용 모델간의 차이를 보상할 수 있도록 시뮬레이션 기반 최적화를 이용하여 설계 인자 값을 결정하였다. 풍력발전기 제어기 설계에 가장 많이 사용되는 동력 전달계 모델을 기반으로 제어기 설계 절차를 예시하였고, 대표적으로 사용되는 비례-적분-미분 제어 및 최대 출력점 추종 토크 제어기와 성능 비교를 통하여 제안된 제어 설계 기법의 타당성을 검증하였다.

가변 구조 제어 방식을 이용한 최소위상 비선형 시스템의 점근적 경로 추적 (The asymptotic tracking using variable structure control for a minimum phase nonlinear system)

  • 오승록
    • 전기전자학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.30-35
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    • 2009
  • 입력 상수에 불확실성이 있는 최소위상 비선형시스템에 대해 경로추적 오차가 없는 제어기 설계를 제안하였다. 모델링 불확실성이 존재하는 비선형 시스템에 대해 상태 변수를 예측하기 위해 고 이득 관측기를 사용하였다. 적분형 가변 구조 제어 방식을 이용하여 점근적으로 경로추적오차가 0 되는 새로운 제어기를 제안하여 기존의 경로 추적오차를 감소시켰다. 제어기 설계의 정당성은 폐루프 시스템을 Lyapunov 분석 방법을 통해 보였다. 또한 제어기의 성능을 모의시험을 통해 보였다.

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로봇 매니퓰레이터에 대한 비선형 제어 (Nonlinear Control for A Robot Manipulator)

  • 이종용;이상효
    • 한국통신학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.1333-1342
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    • 1992
  • 본 논문은 제어 입력 u(t)에 대하여 비선형 결합된 3차 미분 방정식으로 표현되는 조작기를 갖는 로보트 매니퓰레이터에 대하여 제어기의 설계에 관한 논문이다. 제어 방식은 두 단계로 구성되며, 첫째 단계로는 비결합된 제어가능한 선형 계통을 얻기 위하여 대역적(global)선형화를 수행하며, 둘째 단계로는 선형화 계통에 대하여, 모델의 불확실성이 존재하는 경우에도 강건성과 안정도를 보장하도록 Lyapunov 방정식과 전체 안정도 이론을 적용하여 제어기를 설계한다. 제안된 제어기를 조작기가 포함된 자유도가 3인 로보트 매니퓰레이터에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다.

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시간지연 퍼지 시스템의 지연 종속 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기 설계 (Delay-dependent Fuzzy $H_2/H_{\infty}$ Controller Design for Delayed Fuzzy Dynamic Systems)

  • 김종래;정은태
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제41권5호
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    • pp.19-27
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    • 2004
  • 시간지연을 갖는 퍼지 시스템에 대한 지연 종속 퍼지 H₂/H/sub ∞/ 제어기 설계 방법을 제안한다. 지연 종속 Lyapunov 함수를 이용하여 폐루프 시스템의 점근적 안정화뿐만 아니라 H₂ 성능과 H/sub ∞/ 성능을 동시에 만족하는 혼합 H₂/H/sub ∞/ 성능 문제를 고려한다. 제어기의 존재성에 대한 충분조건을 유도하고 선형행렬부등식(LMI: linear matrix inequality)으로 나타낸다. 제어기 설계는 병렬 분산 보상의 개념을 이용하고, 퍼지 제어기는 LMI 해를 구함으로써 바로 구할 수 있다. 지연 종속 퍼지 제어기는 존재 조건을 나타내는 선형 행렬 부등식에 시간지연항의 크기를 포함하고 있으므로 시간지연항의 크기를 고려할 수 있다. 따라서 시간지연의 크기에 상관없이 시스템을 안정화 시키는 지연 독립적인 제어기 보다 더 효과적인 설계방법이다. 제안한 방법의 설계과정 및 타당성을 시뮬레이션 예제를 통하여 나타내고 기존의 시간 지연 독립적인 퍼지 H₂/H/sub ∞/ 제어기 설계 방법 보다 효과적인 방법임을 확인한다.

퍼지 로직 동조기를 이용한 PID 제어기의 이득 조정 (Tuning gains of a PID controller using fuzzy logic-based tuners)

  • 이명원;권순학;이달해
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.184-187
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    • 1996
  • In this paper, an algorithm for tuning gains of a PID controller is proposed. The proposed algorithm is composed of two stages. The first is a stage for Lyapunov function-based initial stabilization of an overall system and rough tuning gains of the PID controller. The other is that for fine tuning gains of the PID controller. All tunings are performed by using the well-known fuzzy logic-based tuner. The computer simulations are performed to show the validity of the proposed algorithm and results are presented.

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무인 잠수정의 심도 제어를 위한 T-S 퍼지 모델 기반 제어기 설계 (Design of T-S Fuzzy-Model-Based Controller for Control of Autonomous Underwater Vehicles)

  • 전성우;김도완;이호재
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.302-306
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    • 2011
  • 본 논문은 무인 잠수정(Autonomous underwater vehicles: AUVs)의 심도 제어를 위한 타카키-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 제어기를 제안한다. Sector nonlinearity 기법을 통해 주어진 비선형 무인 잠수정은 T-S 퍼지 모델로 표현된다. 리아푸노프(Lyapunov) 함수를 이용하여 무인 잠수정의 심도 제어 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(Linear matrix inequality: LMI) 형태의 제어기 설계 조건을 유도한다. 모의 실험을 통해 제안된 기법의 심도 제어 성능을 검증한다.

다중 Lyapunov 기방 하이브리드 시스템에 안정화 제어기 설계 및 군집 차량의 종방향 거리 제어시스템의 용용 (Design of a Stabilizing Controller for Hybrid systems with as Application to Longitudinal Spacing Control in a Vehicle Platoon)

  • 김진변;최재원;김영호
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.477-486
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    • 2001
  • Many physical systems can be modeled by incorporating continuous and discrete event nature together. Such hybrid systems contain both continuous and discrete states that influence the dynamic be-havior of the systems. There has been an increasing interest in thers types of systems during the last dec-ade, mostly due to the growing usage of computers in the control of physical plants but also as a result of the hybrid nature of physical processes. The stability theory for hybrid systems is considered as extension of Lyapunov theory where the existence of an abstract energy function satisfying certain properties verifies stability, called multiple Lyapunov theory. In this paper, a hybrid stabilizing controller is proposed using the control Lyapunov function method and multiple Lyapunov theory, and the proposed method is applied to lon-gitudinal spacing control in a vehicle platoon for intelligent transportation systems(ITS).

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불일치 시스템의 견실제어기 설계 (Robust control for mismatched uncertain system)

  • 김동환
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.117-119
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    • 1997
  • We consider the control design for nonlinear uncertain systems. The uncertainty is mismatched and possibly fast time-varying. Within the suitable range of the uncertainty the control is valid. No statistical information on uncertainty is imposed. Only the possible bound of the uncertain parameter is known and the control design is based on Lyapunov approach.

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Lyapunov 부등식을 이용한 페루프시스템의 주파수하중 제어기 차수축소 (Frequency Weighted Controller Reduction of Closed-Loop System Using Lyapunov Inequalities)

  • 오도창;정은태;이갑래;김종해;이상경
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.465-470
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    • 2001
  • This paper considers a new weighed model reduction method using block diagonal solutions of Lyapunov inequalities. With the input and/or output weighting function, the stability of the reduced order system is guaranteed and an a priori error bound is proposed. to achieve this after finding the solutions of two Lyapunov inequalities and balancing the full order system, we find the reduced order systems using the direct truncation and the singular perturbation approximation. The proposed method is compared with other existing methods using numerical examples.

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비정합조건 하의 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 강인 제어 (Robust control using the sliding mode observer in the presence of unmatched uncertainties)

  • 한상철;박인규;함운철
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.334-334
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    • 2000
  • In this paper, sliding mode observer design principles based on the equivalent control approach are discussed for the systems which may not satisfy the matching conditions. We propose a new approach for designing a sliding observer and the proof of the stability of the state reconstruction error system for time-invariant systems using the Lyapunov method. The reaching time to the sliding surface, the sliding dynamics of the system, the stability of the reconstruction error system via Lyapunov method, sufficient conditions for the existence of the sliding mode are studied.

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