• 제목/요약/키워드: Nonlinear feedback gain

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상태궤환이득을 이용한 강건한 퍼지 제어기의 설계 (Design of The Robust Fuzzy Controller Using State Feedback Gain)

  • 홍대승
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.496-508
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    • 1999
  • Fuzzy System which are based on membership functions and rules can control nonlinear uncertain complex systems well. However Fuzzy logic controller(FLC) has problems; It is difficult to design the stable FLC and FLC depends mainly on individual experience. Although FLC can be designed using the error back-propagation algorithm it takes long time to converge into global optimal parameters. Well-developed linear system theory should not be replaced by FLC but instead it should be suitably used with FLC. A new methodology is introduced for designing THEN-PART membership functions of FLC based on its well-tuned state feedback controller. A example of inverted pendulum is given for demonstration of the robustness of proposed methodology.

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LMI를 이용한 자기부상 시스템의 $H_{\infty}$ 제어기 설계 ($H_{\infty}$ Controller Design for Electromagnetic Suspension System using LMIs)

  • 장석명;성소영;성호경;김봉섭
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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    • pp.280-283
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    • 2000
  • In this paper, a fault tolerant control problem is considered for a class of nonlinear system formulated in a gain scheduling form with LMI-based H-inf control technique Key benefits of this proposed scheme are demonstrated in the simulation of an electromagnetic suspension system with actuator and/or sensor failures, and the method is compared with the convensional state-feedback and output-feedback controller. It is clearly observed that the proposed control scheme shows an improved output performance in comparision with convensional methods.

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유연한 부속물을 가진 우주선의 적응제어 (Adaptive Control of Spacecraft with Elastic Appendages)

  • 이호진;이금원
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.159-163
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    • 2008
  • 본 논문에서는 유연모드 부속물을 갖는 우주선의 제어를 위해서 누스범 이득을 갖는 간단한 형태의 적응제어기를 제안한다. 이 방법은 전달함수에서 고주파 이득의 정보가 필요하지 않는다. 본 논문의 방법을 사용하여 피치각도가 목표치를 추종하는 중에, 아울러 유연모드의 안정화도 이룬다. 피치각과 피치각속도 성분만 사용하여 출력궤환제어기를 설계한다. 특히 모든 시스템 파라미터 및 고주파성분은 미지로 한다. 설계의 간편성을 위해서 선형함수만을 사용하여 설계한 제어기가 전체 비선형시스템을 만족함을 시뮬레이션을 통하여 보이고, 그 근거도 설명한다. Lyapunov 함수를 구성하여 제안한 방법의 안정성을 증명하고, MATLAB을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 제시하여 제안한 방법의 유용성을 증명한다.

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시간 지연 이득 계획 제어와 자기 부상 시스템에의 응용 (A Time Delay-Based Gain Scheduled Control and It's Application to Electromagnetic Suspension System)

  • 성호경;조정민;조흥제;김동성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.221-225
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    • 2005
  • This paper proposes a gain scheduled control technique using time-delay for the nonlinear system with plant uncertainties and unexpected disturbances. The time delay-based gain scheduled control depends on a direct estimation of a function representing the effect of uncertainties. The information from the estimation is used to cancel the unknown dynamics and the unexpected disturbances simultaneously. The proposed estimation scheme with a finite convergence time is formulated in order to estimate the unborn scheduling variable variation. In other words, the time delay-based gain scheduled control uses the past observation of the system's response and the control input to directly modify the control actions rather than to adjust the controller gains or to identify system parameters. It has a simple structure so as to minimize the computational burden. The benefits of this proposed scheme are demonstrated in the simulation of an electromagnetic suspension system with plant uncertainties and external disturbances, and the proposed controller is compared with the conventional state feedback controller.

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비선형 무인잠수정을 위한 슬라이딩 모우드 조종기 설계 및 실험적 고찰 (Design and Experimental Evaluation of Sliding Mode Controller Nonlinear Autonomous Underwater Vehicle)

  • ;서주로;서영태
    • 한국해양공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.11-18
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    • 1992
  • 비선형성 및 측정할 수 없는 외란에 영향을 받은 무인잠수정의 깊이 조종을 위한 슬라이딩 모우드 조종기를 설계하였다. 먼저, 성형화 된 운동방정식을 기초로 하여 슬라이딩 표면계수를 수치행석으로 최적화 시켰으며, 이 설계된 슬라이딩 표면을 비선형 운동방정식에 적용하여, 그 특성을 고찰하었다. 마지막으로, 용이하게 설계된 슬라이딩 모우드 조종기를 비선형성과 외란을 갖는 NPS(Naval postgraduate School) 형태의 무인잠수정에 적용하여 얻어진 실험치의 동적 특성을 통해 슬라이딩 모우드의 강인성을 확인하였다.

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진화알고리즘을 이용한 인버터 스폿용접기의 가변전력 제어 (Variable Power Control of Inverter Spot Welding Machine using Evolution Algorithm)

  • 김재문;김이훈;민병권;원충연;김규식;최세완
    • 전력전자학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.384-394
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    • 2002
  • 본 논문은 기존의 정전력 제어 대신에 용접품질을 향상시키기 위해 새로운 제어기법을 제안하였다. 제안된 방식을 구현하기 위해 미분기하학 이론을 근거로 한 비선형 피드백 선형화 기법을 이용하여 스폿용접 시스템을 선형시스템으로 한 후 진화전략을 이용하여 PI제어기의 최적 이득을 얻는다. 진화전략은 제어파라미터 최적화 문제를 풀기 위한 방법으로 자연진화의 원리를 모방한 알고리즘이다. 시뮬레이션과 실험결과는 진화전략에 의한 가변전력 제어의 성능이 기존의 제어방법보다 훨씬 더 우수하다는 것을 보여준다.

극점배치기법을 이용한 트롤리 및 스프레더의 위치제어 (Position Control of the Trolley and Spreader Using Pole-placement Method)

  • 이태영;김면희;최원식
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.165-172
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    • 1999
  • Crane operation for transporting heavy loads causes swinging motion at the loads. This sway causes the suspension ropes to leave their grooves and leads to possibility of serious damages. Generally crane is operated by expert's knowledge. Therefore, a satisfactory control method to supress object sway during transport is indispensible. The dynamic behavior of the crane shows nonlinear characteristics. when the length of the rope is changed the crane is time varying system and the design of anti-sway controller is very difficult. In this paper, the nonlinear dynamic model for the industrial overhead crane is derived. and the feedback gain matrix based on the pole-placement method is proposed to supress the swing motion and control the position of the crane. The performance of the controller for the crane model is simulated on the personal computer.

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Indirect Adaptive Regulator Design Based on TSK Fuzzy Models

  • Park Chang-Woo;Choi Jun-Hyuk;Sung Ha-Gyeong
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제6권1호
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    • pp.52-57
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    • 2006
  • In this paper, we have proposed a new adaptive fuzzy control algorithm based on Takagi-Sugeno fuzzy model. The regulation problem for the uncertain SISO nonlinear system is solved by the proposed algorithm. Using the advanced stability theory, the stability of the state, the control gain and the parameter approximation error is proved. Unlike the existing feedback linearization based methods, the proposed algorithm can guarantee the global stability in the presence of the singularity in the inverse dynamics of the plant. The performance of the proposed algorithm is demonstrated through the problem of balancing and swing-up of an inverted pendulum on a cart.

TS 퍼지 모델을 이용한 최적 제어기 설계 및 비선형 시스템에서의 응용 (Design of Optimal Controller for TS Fuzzy Models and Its Application to Nonlinear Systems)

  • 장욱;주영훈;박진배
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제49권2호
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    • pp.68-73
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    • 2000
  • This paper addresses the analysis and design of fuzzy control systems for a class of complex nonlinear systems. Firstly, the nonlinear system is represented by Takagi-Sugeno(TS) fuzzy model and the global controller is constructed by compensating each linear model in the rule of TS fuzzy model. The design of conventional TS fuzzy-model-based controller is composed of two processes. One is to determine the static state feedback gain of each local model and the other is to validate the stability of the designed fuzzy controller. In this paper, we propose an alternative methods for the design of TS fuzzy-model-based controller. The design scheme is based on the extension of conventional optimal control theory to the design of TS fuzzy-model-based controller. By using the proposed method, the design and stability analysis of the TS fuzzy model-based controller is reduced to the problem of finding the solution of a set of algebraic Riccati equations. And we use the recently developed interior point method to find the solution of AREs, where AREs are recast as the LMI formulation. A numerical simulation example is given to show the effectiveness and feasibiltiy of the proposed fuzzy controller design method.

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다채널 디지털 보청기에 적용 가능한 Adaptive Feedback Cancellation 알고리즘 구현 (Implementation of Adaptive Feedback Cancellation Algorithm for Multichannel Digital Hearing Aid)

  • 전신혁;지유나;박영철
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.102-110
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    • 2017
  • 본 논문에서는 다채널 디지털 보청기에 적용 가능한 적응 음향 궤환 제거(Adaptive Feedback Cancellation : AFC) 알고리즘을 실시간으로 구현한다. 다채널 디지털 보청기는 일반적으로 난청 보상을 위해 FFT 필터뱅크 기반 광역 동범위압축(Wide Dynamic Range Compression) 알고리즘을 사용한다. 구현한 실시간 음향 궤환 제거 알고리즘은 다채널 디지털 보청기와 동일한 FFT 필터뱅크를 사용하여 WDRC와 함께 하나의 통합된 구조를 가짐으로써 보청기 배터리 수명에 영향을 미치는 연산량 측면에서 이득을 볼 수 있었다. 구현된 음향 궤환 제거 알고리즘은 고정 및 변화하는 음향 궤환 경로를 실시간으로 추정하여 보청기 출력 신호의 품질을 향상시킴을 확인하였다. 또한 비선형적인 입, 출력에 의해 음향 궤환 제거기가 정상적으로 작동하지 못해 출력 신호의 포화가 일어날 경우 감소 이득을 적용하여 시스템의 안정성을 높이고자 하였다. 결과적으로 다양한 실제 사용 환경에서 강건하게 동작하는 알고리즘을 구현할 수 있었다. 본 알고리즘은 추후 음질 개선 알고리즘 등 다양한 기능의 추가 구현이 용이하다.