• Title/Summary/Keyword: Lyapunov stability Analysis

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상태 관측기를 이용한 미지의 비선형 시스템의 직접 적응 퍼지 제어 (Direct Adaptive Fuzzy Control with State Observer for Unknown Nonlinear Systems)

  • 김형중;황영호;김응석;양해원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2190-2192
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    • 2003
  • In this paper, a state observer based direct adaptive fuzzy controller for unknown nonlinear dynamical system is presented. The adaptive parameters of the direct adaptive fuzzy controller can be tuned by using a projection algorithm on-line based on the Lyapunov synthesis approach. A maximum control is used to guarantee the robustness of system. A stability analysis of the overall adaptive scheme is discussed based on the sense of Lyapunov. The inverted pendulum simulation example shows that proposed control algorithm can be used for the tracking problem of nonlinear system.

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ANALYSIS OF AN SEIQRVS EPIDEMIC DYNAMICS FOR INFECTIOUS VIRAL DISEASE: QUARANTINE AS A CONTROL STRATEGY

  • RAKESH SINGH TOMAR;JOYDIP DHAR;AJAY KUMAR
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제41권1호
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    • pp.107-121
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    • 2023
  • An epidemic infectious disease model consists of six compartments viz. Susceptible, Exposed, Infected, Quarantine, Recovered, and Virus with nonlinear saturation incidence rate is proposed to know the viral disease dynamics. There exist two biological equilibrium points for the model system. The system's local and global stability is done through Lyapunov's direct method about equilibrium points. The sensitivity analysis has been performed for the basic reproduction number and equilibrium points through the normalized forward sensitivity index. Sensitivity analysis shows that virus growth and quarantine rates are more sensitive parameters. In support of mathematical conclusions, numerical experimentation has been shown.

입력지연을 갖는 이산시간 선형시스템을 위한 예측기 피드백 제어기의 강인성 해석 (Robustness Analysis of Predictor Feedback Controller for Discrete-Time Linear Systems with Input Delays)

  • 최준영
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.1265-1272
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    • 2019
  • 본 논문에서는 상수 입력지연을 갖는 이산시간 선형시스템을 위한 기존의 예측기 피드백 제어기의 구조적 모델 불확실성에 대한 강인성을 해석한다. 상수 입력지연을 1차 PdE (Partial difference Equation)로 모델링하여 입력지연을 PdE 상태변수로 대체하고 백스테핑 변환을 적용하여 목표 시스템을 구축한다. 목표 시스템을 기반으로 전체 상태변수를 포함하는 명시적 리아푸노프 함수를 구성하여 안정성이 유지되는 구조적 모델 불확실성의 최대 크기의 존재를 증명하고 예측기 피드백 제어기의 강인성을 확립한다. 모의실험을 통하여 모델 불확실성이 존재하는 경우에도 닫힌 루프 시스템의 안정성이 유지되는 것을 예증하고 예측기 피드백 제어기의 강인성을 검증한다.

시간지연을 갖는 이산 비선형 마코비안 점프 시스템의 H 퍼지 제어 (H Fuzzy Control for Discrete-Time Nonlinear Markovian Jump Systems with Time Delay)

  • 이갑래;이경희
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.779-786
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    • 2009
  • 본 논문에서는 시간지연을 가지는 이산 비선형 마코비안 점프 시스템의 $H_{\infty}$ 퍼지 제어 문제를 다룬다. Takgi-Sugeno 퍼지 모델을 이용하여 마코비안 점프 파라미터를 갖는 시간 지연 비선형 시스템을 마코비안 점프 퍼지 시스템으로 나타내고, 이에 대한 제어기를 설계한다. 확률 퍼지-리아프노프(Lyapunov) 함수를 이용하여 안정성 및 $H_{\infty}$ 성능을 해석하고 이 함수를 이용하여 폐루프 시스템이 안정하며 $H_{\infty}$ 성능 조건을 만족하는 조건식을 유도한다. 확률 퍼지-리아프노프 함수는 시스템 모드에 따라 변하는 함수이다. 유도된 조건식으로부터 제어기 존재 조건을 선형행렬부등식으로 나타내며, 제어기는 선형행렬부등식으로부터 바로 구할 수 있다. 수치적 예제 및 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법의 타당성을 보인다.

파라메타 오차에 강인한 독립모달공간 제어기법에 대한 연구 (A Study on the Robust Controller in Independent Modal space for Parameter Errors)

  • 황재혁;김준수;박대성;박명호
    • 소음진동
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    • 제6권5호
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    • pp.595-605
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    • 1996
  • If the control force designed on the basis of the mathematical model with parameter errors is applied to control the actual system, the closed-loop performance of the actual system will be degraded depending on the degree of the errors, In this study, the effect of parameter errors on the robustness of several natural controls has been analyzed and compared. Every asymptoic stability condition for the natural controls has been derived using Lyapunov approach, and the characteristics of the stability conditions has also been compared. The extent of deviation of the closed-loop performance from the designed one for the natural controls is derived using operator techniques, and evaluated by numerical method. It has been found that the optimal control, acceleration feedback control, and acceleration-position feedback control among the considered natural controls would be robust one with respect to the parameter errors.

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비선형 섭동을 갖는 뉴트럴 시스템의 점근 안정을 위한 지연시간 종속 판별식 (Delay-Dependent Criterion for Asymptotic Stability of Neutral Systems with Nonlinear Perturbations)

  • 박주현
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제37권6호
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    • pp.1-6
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    • 2000
  • 본 논문에서는 비선형 섭동을 가지는 뉴트럴 시스템의 점근 안정성에 관하여 고찰한다. 리아프노프 방식을 이용하여 시스템의 안정성을 판별할 수 있는 충분조건을 제시한다. 이 조건은 지연시간에 종속이며, 선형행렬 부등식으로 표시되기 때문에 최적화 알고리즘을 이용하여 부등식 해를 쉽게 구할 수 있다는 장점이 있다. 마지막으로 제시된 이론의 유용성을 보이기 위하여 수치 예제를 보였다.

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풍력 터빈 시스템의 강인 피치 제어 (A Robust Pitch Control of Wind Turbine Systems)

  • 한명철;성창민;황욱
    • 한국정밀공학회지
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    • 제30권12호
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    • pp.1287-1293
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    • 2013
  • In this paper, we consider variable speed wind turbine systems containing uncertain elements. Though PI controller is generally used for pitch control, it cannot guarantee a stability and performance of the complicated wind turbine systems. A robust pitch control scheme is proposed to regulate the electric power output above the rated wind speed. The pitch controller is designed in order to guarantee uniform boundedness and uniform ultimate boundedness based on the bound values of the set where the uncertainties are laid or moves. In order to verify the proposed control scheme, we present stability analysis and simulation results using Matlab/Simulink.

신경회로망 직접 적응제어 및 안정성 해석 (Neural Direct Adaptive Control and Stability Analysis)

  • 최종수;김형석;김성중;권오신
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1179-1181
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    • 1996
  • In this paper, method for direct adaptive control of discrete nonlinear systems using neural network is presented. Also, the stability problems are investigated in sense of the Lyapunov stability conditions. Through extensive simulation, the SOON is shown to be effective for indirect adaptive control of nonlinear dynamic systems.

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NNDI decentralized evolved intelligent stabilization of large-scale systems

  • Chen, Z.Y.;Wang, Ruei-Yuan;Jiang, Rong;Chen, Timothy
    • Smart Structures and Systems
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    • 제30권1호
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    • pp.1-15
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    • 2022
  • This article focuses on stability analysis and fuzzy controller synthesis for large neural network (NN) systems consisting of several interconnected subsystems represented by the NN model. Advanced and fuzzy NN differential inclusion (NNDI) for stability based on the developed algorithm with H infinity can be designed based on the evolved biological design. This representation is constructed using sector linearity for NN models. Sector linearity transforms a non-linear model into a linear model based on proposed operations. New sufficient conditions are realized in the form of LMI (linear matrix inequalities) to ensure the asymptotic stability of the trans-Lyapunov function. This transforms the nonlinear model into a linear model based on multiple rules. At last, a numerical case study with simulations is derived as illustration to prove its feasibility in real nonlinear structures.

시스템 에어컨의 온도 제어를 위한 부하 예측 기반 스위칭 모델 예측 제어 (Heat Load Estimation-Based Switching Explicit Model Predictive Temperature Control for VRF Systems)

  • 김준영;이상문
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.123-130
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    • 2024
  • This paper proposes an EMPC (Explicit Model Predictive Controller) for temperature tracking control based on heat load prediction by an ESO (Extended State Observer) for a variable cooling circulation system with multiple indoor units connected to one outdoor unit. In this system, heat transfer and heat loss relative to the input temperature are modeled using system dynamics. Using this model, we design an EMPC based on an ESO that is robust to temperature changes and depends on airflow. To determine the stability of both the controller and the observer, asymptotic stability is verified through Lyapunov stability analysis. Finally, to validate the performance of the proposed controller, simulations are conducted under three scenarios with varying airflow, set temperature, and heat load.