• Title/Summary/Keyword: Output Tracking Control

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출력기반 적응제어기법을 이용한 틸트로터 항공기의 회전익 모드 설계연구 (Flight Control of Tilt-Rotor Airplane In Rotary-Wing Mode Using Adaptive Control Based on Output-Feedback)

  • 하철근;임재형
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.228-235
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    • 2010
  • 본 논문에서는 틸트로터 항공기의 회전익 모드에 대한 자율비행 유도제어 알고리즘을 적응제어기법을 이용하여 설계하는 것이다. 이를 위해 우선 출력기반 근사적 궤환선형화 기법을 통하여 알고리즘의 내부루프를 구성하고 그로부터 발생하는 모델오차를 단일 은닉층-신경망을 적용하여 상쇄하였다. 그리고 리아푸노프 안정성 이론에 따른 적응제어 갱신법칙은 선형 관측기를 기반으로 설계하였다. 나아가 외부루프는 경로점 유도법칙으로부터 생성되는 궤적을 추종하도록 하였으며 특히 엄밀한 자동착륙 궤적추종 성능 향상을 위하여 방향각 및 비행경로각 시선유도법칙을 설계하였다. 틸트로터 비선형 모델 시뮬레이션 결과는 콜렉티브 입력에서 보이는 순간적인 작동기 포화현상 이외에는 만족할 만한 안정성과 추종성능을 보여 주고 있다.

배터리 내장형 초소형 태양광 장치용 PV MPPT 및 충방전 제어 알고리즘 (The PV MPPT & Charge and Discharge Algorithm for the Battery Included Solar Cell Applications)

  • 김승민;박봉희;최주엽;최익;이상철;이동하
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제33권5호
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    • pp.69-75
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    • 2013
  • To increase the efficiency of the photovoltaic, almost photovoltaic appliances are controlled by Maximum Power Point Tracking(MPPT). Existing most of the PV MPPT techniques have used power which multiplies sensed output current and voltage of the solar cell. However, these algorithms are unnecessarily complicated and too expensive for small and compact system. The other hand, the proposed MPPT technique is only one sensing of the MPPT converter's output current, so there is no need to insert another sensors of battery side. Therefore, this algorithm is simpler compared to the traditional approach and is suitable for low power solar system. Further, the novel proper charge/discharge algorithm for the battery with PV MPPT is developed. In this algorithm, there is CC battery charge mode and load discharge mode of the PV cell & battery dual. Also we design current control to regulate allowable current during the battery charging. The proposed algorithm will be applicable to battery included solar cell applications like solar lantern and solar remote control car. Finally, the proposed method has been verified with computer simulation.

MPPT 제어 기능을 갖는 저전압 진동 에너지 하베스팅 시스템 (A Low-voltage Vibration Energy Harvesting System with MPPT Control)

  • 안현정;김예찬;홍예진;양민재;윤은정;유종근
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.477-480
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    • 2015
  • 본 논문에서는 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 기능을 갖는 저전압 진동에너지 하베스팅 회로를 제안한다. 제안된 회로는 Bulk-driven technique을 적용하여 0.8V의 낮은 전압에서도 동작 가능하다. 압전소자의 출력단에 연결된 전파정류기의 개방회로 전압을 MPPT 제어회로를 통해 주기적으로 샘플링하고, 최대 가용전력 점의 전압을 부하에 전달한다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 패드를 포함한 칩 면적은 $1.33mm{\times}1.31mm$이다. 모의실험결과 설계된 회로의 최대 전력효율은 85.49%이다.

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진동에너지 수확을 위한 MPPT 제어 기능을 갖는 CMOS 인터페이스 회로 (A CMOS Interface Circuit with MPPT Control for Vibrational Energy Harvesting)

  • 양민재;윤은정;유종근
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.412-415
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    • 2015
  • 본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 제안된 회로는 AC-DC 변환기, MPPT 제어회로, DC-DC 부스트 변환기, 그리고 PMU(Power Management Unit)로 구성된다. AC-DC 변환기는 진동소자(PZT)에서 출력되는 AC 신호를 DC 신호로 변환해주는 역할을 하며, MPPT 제어회로는 진동소자로부터 최대전력을 수확하여 효율을 높이는 역할을 한다. DC-DC 부스트 변환기는 AC-DC 변환기에서 공급된 에너지를 원하는 값으로 승압 및 안정화 시키는 역할을 하며 PMU를 통해 부하로 에너지를 전달한다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어 회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 사용한 구조를 사용하였다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $950um{\times}920um$이다.

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태양광발전의 운용효율 향상을 위한 DC/DC 전압 레귤레이터의 구현 및 특성분석 (Implementation and Characteristic Analysis of DC/DC Voltage Regulator for Operation Efficiency Improvement in PV system)

  • 김찬혁;최성식;강민관;정영문;노대석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.201-208
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    • 2017
  • 최근, 전 세계적으로 신 재생에너지에 대한 관심이 증가됨에 따라 친환경적이고 무한한 태양에너지를 이용하는 태양광 발전의 설치가 매년 급증하고 있다. 그러나, 태양광발전시스템은 일반적으로 태양광 전지에서 발생한 에너지로부터 전력변환장치(DC/AC)를 거쳐 계통연계 지점까지 약 25[%]의 전력손실을 발생시키고 있다. 이 전력손실 가운데, 일부 태양광 모듈에 음영이나 환경변화(일사량, 온도, 습도 등)로 인해 스트링의 출력 전압이 인버터의 동작전압보다 낮아지면 해당 스트링이 동작하지 않아 전체의 발전효율이 감소하거나, 최악의 경우 인버터가 탈락되어 계통의 출력 전력이 저하되는 등의 손실이 큰 부분을 차지하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 상기의 문제점을 개선하기 위하여, 각각의 스트링별로 DC/DC 전압 레귤레이터를 도입하여 환경변화에 따른 전압 저하로 발생하는 스트링의 탈락을 방지하는 제어방식을 제시하였고, 기존 인버터의 MPPT(P&O) 제어와 정전압 제어기능을 전압 레귤레이터에서 수행하는 방식을 채택하였다. 또한, 제안한 알고리즘을 바탕으로 2kW급의 전압 레귤레이터를 구현하여 기존의 운용방식과 비교, 분석한 결과, 환경변화에 따른 다양한 시나리오에서 제안한 운용방식의 운용효율이 크게 향상됨을 확인하였다.

지능형 제어기법을 이용한 태양추적시스템에 관한 연구 (A study on the Photovoltaic Tracker System Using Method of Intelligent control)

  • 김평호;백형래;조금배
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제25권1호
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    • pp.1-10
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    • 2005
  • In this paper, 150W photovoltaic system using neural network tracker is proposed, the system designed as the normal line of the solar cell always runs parallel the ray of the sun. This design can minimize the cosine loss of the system output results of solar cell are sensitive to the change of weather and insolation condition don't react rapidly to parameter condition change such as system circumstance and deterioration. To achieve precise operation of photovoltaic tracker system using method of intelligent control, Neural Network is used in the design of the photovoltaic tracker system drive. The control performance of this system drive influenced by the environment parameter such as weather condition and motor parameter variations. we used synchronous motor in this tracker and the experimental results show that the fixing system shows 10,159[Wh] and tracking system shows 12,360[Wh] electricity.

Application of LQR for Phase-Locked Loop Control Systems

  • Khumma, Somyos;Benjanarasuth, Taworn;Isarakorn, Don;Ngamwiwit, Jongkol;Wanchana, Somsak;Komine, Noriyuki
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.520-523
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    • 2004
  • A phase-locked loop control system designed by using the linear quadratic regulator approach is presented in this paper. The system thus designed is optimal system when system is in locked state and the parameter value of loop filter which is an active PI filter can be obtained easily. By considering the structure of loop filter of phase-locked loop is included in the process to be controlled, a type 1 servo system can be constructed when voltage control oscillator is considered as an integrator. The integral gain of the proposed system obtained by linear quadratic regulator approach can be used as an optimal value to design the parameter of loop filter. The implemented result in controlling the second-order lag pressure process by using the proposed scheme show that the system response is fast with no overshoot and no steady-state error. Furthermore, the experimental results are also shown in term of output disturbance effect rejection, tracking and process parameter changed.

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Intelligent Fuzzy PID 제어 알고리즘을 이용한 실시간 OS 기반 복강경 수술 로봇의 위치 제어 성능 강화에 관한 연구 (A Study of Position Control Performance Enhancement in a Real-Time OS Based Laparoscopic Surgery Robot Using Intelligent Fuzzy PID Control Algorithm)

  • 송승준;박준우;신정욱;이덕희;김연호;최재순
    • 전기학회논문지
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    • 제57권3호
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    • pp.518-526
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    • 2008
  • The fuzzy self-tuning PID controller is a PID controller with a fuzzy logic mechanism for tuning its gains on-line. In this structure, the proportional, integral and derivative gains are tuned on-line with respect to the change of the output of system under control. This paper deals with two types of fuzzy self-tuning PID controllers, rule-based fuzzy PID controller and learning fuzzy PID controller. As a medical application of fuzzy PID controller, the proposed controllers were implemented and evaluated in a laparoscopic surgery robot system. The proposed fuzzy PID structures maintain similar performance as conventional PID controller, and enhance the position tracking performance over wide range of varying input. For precise approximation, the fuzzy PID controller was realized using the linear reasoning method, a type of product-sum-gravity method. The proposed controllers were compared with conventional PID controller without fuzzy gain tuning and was proved to have better performance in the experiment.

비선형 연속 시간 시스템을 위한 적응 고장 진단 관측기 기반 슬라이딩 모드 제어기 설계 (Design of Sliding Mode Controller Based on Adaptive Fault Diagnosis Observer for Nonlinear Continuous-Time Systems)

  • 장승진;최윤호;박진배
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.822-826
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    • 2013
  • In this paper, we propose an AFDO (Adaptive Fault Diagnosis Observer) and a fault tolerant controller for a class of nonlinear continuous-time system under the nonlinear abrupt actuator faults. Together with its estimation laws, the AFDO which estimates that the actuator faults is designed by using the Lyapunov analysis. Then, based on the designed AFDO, an adaptive sliding mode controller is proposed as the fault tolerant controller. Using Lyapunov stability analysis, we also prove the uniform boundedness of the state, the output and the fault estimation errors, and the asymptotic stability of the tracking error under the nonlinear time-varying faults. Finally, we illustrate the effectiveness of the proposed diagnosis method and the control scheme thorough computer simulations.

무인 항공기의 목표물 추적을 위한 영상 기반 목표물 위치 추정 (Vision Based Estimation of 3-D Position of Target for Target Following Guidance/Control of UAV)

  • 김종훈;이대우;조겸래;조선영;김정호;한동인
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.1205-1211
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    • 2008
  • This paper describes methods to estimate 3-D position of target with respect to reference frame through monocular image from unmanned aerial vehicle (UAV). 3-D position of target is used as information for surveillance, recognition and attack. In this paper. 3-D position of target is estimated to make guidance and control law, which can follow target, user interested. It is necessary that position of target is measured in image to solve 3-D position of target. In this paper, kalman filter is used to track and output position of target in image. Estimation of target's 3-D position is possible using result of image tracking and information of UAV and camera. To estimate this, two algorithms are used. One is methode from arithmetic derivation of dynamics between UAV, carmer, and target. The other is LPV (Linear Parametric Varying). These methods have been run on simulation, and compared in this paper.