• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2421-2427
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• 2012

본 논문은 쿼드로터 무인기의 비선형 적응 자세 제어기 설계에 대한 것이다. 쿼드로터 무인기는 4 개의 추력기를 갖는 불완전한 비선형시스템으로써 모델 파라미터가 변화하기 때문에 특별한 제어기가 필요하다. 본 연구에서는 산업 응용에 따른 페이로드의 변화에 따라서 무인기의 모델파라미터가 변화하더라도 페이로드에 따른 튜닝을 자동으로 할 수 있도록 적응제어기를 설계하였다. 특히, 무인기의 수학적 모델을 이용하여 비선형 적응제어기를 설계하였고 리야프노프 함수를 이용하여 이론적으로 안정성을 분석하였고 페이로드 변화에 따른 시뮬레이션을 통해서 제어기의 성능과 파라미터 추정법칙의 유효성을 입증하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.571-576
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• 2004

본 논문은 시간지연을 갖는 비선형 시스템에 대한 지연 종속 $H_{\infty}$ 제어기 설계 방법을 제안한다. 지연 종속 Lyapunov 함수를 이용하여 지수 함수적 안정화와 $H_{\infty}$ 성능 문제를 고려한다. 제어기의 존재성에 대한 충분조건을 유도하고 선형행렬부등식(LMI: linear matrix inequality)으로 나타낸다. 제어기 설계는 병렬 분산 보상의 개념을 이용하고, 필터는 LMI 해를 구함으로써 바로 구할 수 있다. 제안한 방법의 설계과정 및 타당성을 시뮬레이션 예제를 통하여 나타낸다. 지연종속 제어기는 제어기 존재 조건을 나타내는 선형 행렬 부등식에 시간지연항의 크기를 포함하고 있으므로 시간지연항의 크기에 상관없이 시스템을 안정화시키는 기존의 지연 독립적인 제어기보다 더 효과적인 설계 방법이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제29권4호
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• pp.389-395
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• 2012

The problem of spacecraft attitude control is solved using an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS). An ANFIS produces a control signal for one of the three axes of a spacecraft's body frame, so in total three ANFISs are constructed for 3-axis attitude control. The fuzzy inference system of the ANFIS is initialized using a subtractive clustering method. The ANFIS is trained by a hybrid learning algorithm using the data obtained from attitude control simulations using state-dependent Riccati equation controller. The training data set for each axis is composed of state errors for 3 axes (roll, pitch, and yaw) and a control signal for one of the 3 axes. The stability region of the ANFIS controller is estimated numerically based on Lyapunov stability theory using a numerical method to calculate Jacobian matrix. To measure the performance of the ANFIS controller, root mean square error and correlation factor are used as performance indicators. The performance is tested on two ANFIS controllers trained in different conditions. The test results show that the performance indicators are proper in the sense that the ANFIS controller with the larger stability region provides better performance according to the performance indicators.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.93-100
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• 2018

본 연구는 정밀한 각속도 추종을 위해 토크오차를 보상하는 제어기와 구현에서 제어기의 안정성을 보완하는 방법을 제안한다. 또한 설계된 제어기가 점근적인 안정할 수 있음을 리아프노프 안정도이론에 근거하여 증명하였다. 제안된 제어기는 d축 기준전류를 임의 값에 대한 제어가 가능하고, 속도이득과 전류이득의 두 가지로 손쉽게 제어성능을 달성할 수 있도록 하였다. 약 750W급의 IPMSM에 적용한 결과 레퍼런스 속도 1200[RPM]에 대한 정상상태 오차는 0.1[%]이내이며, 약 5[Nm]의 상수부하에서 약 0.2초 이내에 외란을 극복하여 점근적인 안정한 제어기임을 확인 할 수 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.549-554
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• 2011

본 논문에서는 출력 궤환 제어기를 이용해 다항식 퍼지 대규모 시스템을 안정화하는 방법을 제안한다. 이를 위해, 먼저, 대규모 시스템의 부분 시스템에 대해 퍼지 모델링을 한 후, 각각에 대해 출력 궤환 제어기를 설계하여 대규모 시스템을 안정화하는 방법을 제안한다. 이때, 다항식 Lyapunov 함수를 적용하면 다항식 퍼지 대규모 시스템의 안정화 조건은 제곱합 조건으로 주어지고, 이것은 MATLAB의 툴박스인 SOSTOOLS로 해석 가능하다. 이러한 과정을 거친 후에 얻어진 해에서 시스템을 안정화시키는 출력 궤환 제어기의 이득을 구할 수 있다. 마지막으로, 제안된 기법의 적합성을 검증하기 위해 시뮬레이션 예제가 주어진다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.1220-1230
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• 2006

In this paper, we propose a flew technique to the design and real-time control of an adaptive controller for robotic manipulator based on digital signal processors. The Texas Instruments DSPs(TMS320C80) chips are used in implementing real-time adaptive control algorithms to provide enhanced motion control performance for dual-arm robotic manipulators. In the proposed scheme, adaptation laws are derived from model reference adaptive control principle based on the improved Lyapunov second method. The proposed adaptive controller consists of an adaptive feed-forward and feedback controller and time-varying auxiliary controller elements. The proposed control scheme is simple in structure, fast in computation, and suitable for real-time control. Moreover, this scheme does not require any accurate dynamic modeling, nor values of manipulator parameters and payload. Performance of the proposed adaptive controller is illustrated by simulation and experimental results for a dual arm robot manipulator with eight joints. joint space and cartesian space.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제5권3호
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• pp.283-294
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• 2007

In this paper, a nonlinear controller based on adaptive sliding-mode method which has a sliding surface vector including new boundizing function is proposed and applied to a two-wheeled welding mobile robot (WMR). This controller makes the welding point of WMR achieve tracking a reference point which is moving on a smooth curved welding path with a desired constant velocity. The mobile robot is considered in view of a kinematic model and a dynamic model in Cartesian coordinates. The proposed controller can overcome uncertainties and external disturbances by adaptive sliding-mode technique. To design the controller, the tracking error vector is defined, and then the sliding surface vector including new boundizing function and the adaptation laws are chosen to guarantee that the error vector converges to zero asymptotically. The stability of the dynamic system is shown through the Lyapunov method. In addition, a simple way of measuring the errors by potentiometers is introduced. The simulations and experimental results are shown to prove the effectiveness of the proposed controller.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제4권4호
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• pp.428-437
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• 2006

Many physical systems are hybrid in the sense that they have continuous behaviors and discrete phenomena. In control system with multiple models, switching strategy and stability of the closed-loop system under switching are very important issues. In this paper, a novel adaptive control scheme based on multiple parameter models is proposed to cope with a change in Parameters. Switching strategy guarantees the non-increase in the global control Lyapunov function if the estimation of Lyapunov function value converges. Least-square estimation is used to find the estimated value of the Lyapunov function. Switching and adaptation law guarantees the stability of closed-loop system in the sense of Lyapunov. Simulation results on anti-lock brake system are shown to verify the effectiveness of the proposed controller in view of a large change in system parameters.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.73-80
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• 2001

구조물이 가지는 에너지의 확률밀도함수를 이용한 능도제어 알고리듬을 제안한다. 구조물의 에너지는 Rayleigh 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 이것은 에너지가 항상 양의 값을 가지고 최소에너지가 발생할 확률은 1이라는 조건을 Rayleigh 확률분포가 만족시킨다는 사실에 근거한다. 제어력의 크기는 가정된 확률밀도함수에 따라 구조물의 에너지가 설계자에 의해 설정된 에너지 임계값을 넘을 확률의 크기에 비례하도록 산정되며, 제어력의 방향은 Lyapunov 제어기 설계기법에 따라 결정된다. 제시된 알고리듬은 LQR 제어기와 비교하여 최대응답을 줄이는 효과를 가지며, 제어력의 임계를 고려할 수 있는 장점을 가진다. 또한 Lyapunov 제어기에서 발생가능한 채터링(chattering)현상을 피할 수 있다.

• KIEE International Transaction on Systems and Control
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• 제12D권1호
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• pp.33-38
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• 2002

In this paper, the infinite time optimal regulation problem for weakly coupled bilinear systems with quadratic performance criteria is obtained by a sequence of algebraic Lyapunov equations. This is the new approach is based on the successive approximation. In particular, the order reduction is achieved by using suitable state transformation so that the original Lyapunov equations are decomposed into the reduced-order local Lyapunov equations. The proposed algorithms not only solve optimal control problems in the weakly coupled bilinear system but also reduce the computation time. This paper also includes an example to demonstrate the procedures.