• Title/Summary/Keyword: Lyapunov Function

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파라미터에 종속적인 리아푸노프 함수 기법에 의한 불확실 시간지연 시스템을 위한 강인한 $L_2-L_{\infty}$ 필터 설계 (Robust $L_2-L_{\infty}$ Filter Design for Uncertain Time-Delay Systems via a Parameter-Dependent Lyapunov Function Approach)

  • 최현철;정진우;심형보;서진헌
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.177-178
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    • 2008
  • An LMI-based method for robust $L_2-L_{\infty}$ filter design is proposed for poly topic uncertain time-delay systems. By using the Projection Lemma and a suitable linearizing transformation, a strict LMI condition for $L_2-L_{\infty}$ filter design is obtained, which does not involve any iterations for design-parameter search, any couplings between the Lyapunov and system matrices, nor any system-dependent filter parameterization. Therefore, the proposed condition enables one to easily adopt, with help of efficient numerical solvers, a parameter-dependent Lyapunov function approach for reducing conservatism, and to design both robust and parameter-dependent filters for uncertain and parameter-dependent time-delay systems, respectively.

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Highly Efficient Control of the Doubly Fed Induction Motor

  • Drid, Said;Makouf, Abdesslam;Nait-Said, Mohamed-Said;Tadjine, Mohamed
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제2권4호
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    • pp.478-484
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    • 2007
  • This paper deals with the high efficient vector control for the reduction of copper losses of the doubly fed motor. Firstly, the feedback linearization control based on Lyapunov approach is employed to design the underlying controller achieving the double fluxes orientation. The fluxes# controllers are designed independently of the speed. The speed controller is designed using the Lyapunov method especially employed to the unknown load torques. The global asymptotic stability of the overall system is theoretically proven. Secondly, a new Torque Copper Losses Factor is proposed to deal with the problem of the machine copper losses. Its main function is to optimize the torque in keeping the machine saturation at an acceptable level. This leads to a reduction in machine currents and therefore their accompanied copper losses guaranteeing improved machine efficiency. The simulation and experimental results in comparative presentation confirm largely the effectiveness of the proposed DFIM control with a very interesting energy saving contribution.

On the Stability of Critical Point for Positive Systems and Its Applications to Biological Systems

  • Lee, Joo-Won;Jo, Nam Hoon;Shim, Hyungbo;Son, Young Ik
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제8권6호
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    • pp.1530-1541
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    • 2013
  • The coexistence and extinction of species are important concepts for biological systems and can be distinguished by an investigation of stability. When determining local stability of nonlinear systems, Lyapunov indirect method based on the Jacobian linearization has been widely employed due to its simplicity. Despite such popularity, it is not applicable to singular systems whose Jacobian has at least one eigenvalue that is equal to zero. In such singular cases, an appropriate Lyapunov function should be sought to determine the stability of systems, which is rather difficult and quite involved. In this paper, we seek for a simple criterion to determine stability of the equilibrium that is located at the boundary of the positive orthant, when one of eigenvalues of the Jacobian is zero. The goal of the paper is to present a generalized condition for the equilibrium to attract all trajectories that starting from initial condition in the positive orthant and near the equilibrium. Unlike the Lyapunov direct method, the proposed method requires just a simple algebraic computation for checking the stability of the critical point. Our approach is applied to various biological systems to show the effectiveness of the proposed method.

구조적 불확실성을 갖는 비선형 시스템의 역최적제어 (Inverse optimal control of nonlinear systems with structural uncertainty)

  • 이상훈;김진수;이종용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.2651-2659
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    • 2009
  • 본 논문에서는 구조적 불확실성을 갖는 비선형 시스템에 대한 역 최적 제어를 고려하였다. 먼저 불확실성의 구조적 범위를 논의하고, 제어 Lyapunov 함수를 기초로, 불확실성을 가지는 비선형시스템에 대한 대역적 점근적 안정도를 제안하고 증명한다. 이로부터 역 최적 제어를 위한 최저의 제약조건을 유도하고 증명한다. 이 결과를 이용하여 불확실성을 갖는 비선형시스템에 적용하였으며, 제안된 방법의 효율성을 검증하기 위하여 시뮬레이션을 하였다.

구조적 불확실성을 갖는 비선형 시스템의 안정화 역최적제어 (Stabilization Inverse Optimal Control of Nonlinear Systems with Structural Uncertainty)

  • 조도현;이철;이종용
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제46권4호
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    • pp.49-56
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    • 2009
  • 본 논문에서는 구조적 불확실성을 갖는 비선형 시스템에 대한 안정화 역 최적 제어를 고려하였다. 제어 Lyapunov 함수를 기초로, 대역적 점근적 안정도를 제안한다. 이로부터 역 최적 제어를 위한 최소의 제약조건을 유도한다. 이 결과를 이용하여 불확실성을 갖는 비선형시스템의 역 최적 제어기에 적용하였으며, 기존의 결과를 확장한 것이다. 본 연구에서 고려된 비선형 시스템은 가장 많이 표현되며 제안된 방법의 효율성을 검증하기 위하여 시뮬레이션을 하였다.

크기 및 변화율 제한을 갖는 비선형 시스템의 제어 (Nonlinear Control with Magnitude and Rate Constraints)

  • 이정국;이금원;이준모
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.130-135
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    • 2007
  • 본 논문에서는 다항식형태의 비선형성을 갖는 미지의 파라미터를 갖는 2차원의 공탄성(aeroelastic) 시스템에 대한 제어기 설계를 다룬다. 특히 제어기구현에 사용되는 상태 및 actuator 구동기신호가 크기, 변화율 및 대역제약조건을 가지는 경우는 실현이 불가능한데, 이 경우에도 각각에 대한 필터를 사용하여 해결한다. 우선 backstepping에 기초한 오차신호를 정의하고, 명령신호 및 필터출력 신호에 대한 추적오차신호를 정의하며, 필터구성에 따른 보상된 추적오차신호를 재정의한다. 안정화를 위하여 Lyapunov함수를 도입하고, 안정성 원리에 따라 적응식을 유도한다. 시뮬레이션을 통해서 유용성을 입증한다.

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Motion Control of Omnidirectional Mobile Platform for Path Following Using Backstepping Technique

  • Dinh, Viet-Tuan;Thinh, Doan-Phuc;Hoang, Giang;Kim, Hak-Kyeong;Oh, Sea-June;Kim, Sang-Bong
    • 한국해양공학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.1-8
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    • 2011
  • This paper proposes a controller design for an omnidirectional mobile platform (OMP) with three wheels using backstepping control. A kinematic model and dynamic model of the system are presented. Based on the dynamic modeling, a backstepping controller is designed to stabilize the OMP when following a desired path. The controller is designed based on a backstepping control theory. It includes two steps: first, a virtual state and a stability function are introduced. Second, Lyapunov functions for the system are chosen and an equation for the virtual control that makes the system stabile is obtained. The system stability is guaranteed by the Lyapunov stability theory. The simulation and experimental results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed controller.

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.

Sliding Mode Control of Spacecraft with Actuator Dynamics

  • Cheon, Yee-Jin
    • Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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    • 제4권2호
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    • pp.169-175
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    • 2002
  • A sliding mode control of spacecraft attitude tracking with actuator, especially reaction wheel, is presented. The sliding mode controller is derived based on quaternion parameterization for the kinematic equations of motion. The reaction wheel dynamic equations represented by wheel input voltage are presented. The input voltage to wheel is calculated from the sliding mode controller and reaction wheel dynamics. The global asymptotic stability is shown using a Lyapunov analysis. In addition the robustness analysis is performed for nonlinear system with parameter variations and disturbances. It is shown that the controller ensures control objectives for the spacecraft with reaction wheels.

Lyapunov 함수를 적용한 서보 시스템의 퍼지제어에 관한 연구 (Fuzzy Control of Servo System with Lyapunov Function)

  • 이오걸;송호신;이준탁;우정인
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제7권3호
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    • pp.41-48
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    • 1993
  • 본 논문에서는 신속하고 정확한 동특성 응답이 요구되는 직류 서보 전동기의 위치제어용 퍼지제어기의 설계 문제를 다루었다. 제안된 퍼지제어기는 PC 80386 마이크로 컴퓨터에 의한 Lyapnov 함수 연산부와 퍼지제어 루틴부로 구성되었다. 직류 서보 시스템에 적용시킨 결과, 종래의 P 및 PID 제어기등에 비해 도달시간과 오버슈트, 외란특성등의 제어 성능이 크게 향상되었다.

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