• 전자공학회논문지SC
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• 제44권1호
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• pp.19-24
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• 2007

본 논문에서는 주파수 영역뿐만 아니라 시간 영역의 설계 사양을 만족할 수 있는 PID-PD 제어기 동조 방법을 제안한다. 제안한 PID-PD 제어기 동조 방법은 PID 제어기와 PI-PD 제어기를 경계로 볼록형 집합을 형성하도록 선정한다. PID-PD 제어기는 PID 제어기와 PI-PD 제어기 각각에 의한 계단 응답과 보드 선도의 이득 사이에 위치하는 응답을 제어한다. 최적 동조 방법에 의해 센서 잡음 저감도 및 안정 강인성을 변수로 하는 가격함수를 최소화하는 제어기를 설계한다. 제안된 제어기의 유용성을 사례 연구와 분석을 통해 검토한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.432-439
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• 2012

본 논문에서 이륜 역진자 로봇의 밸런싱에 사용되고 있는 기존 PD 제어기를 대신하여 신경회로망 학습을 통해 향상된 PD 제어기를 이륜 역진자형 이동로봇에 적용하여 실험하고 성능을 검증하였다. 먼저 제어실험에 사용할 이륜 역진자 로봇시스템을 구축하고 나서 기존의 PD 제어기를 사용하여 사용자 몸무게에 따라 시행착오적으로 이득값을 구해 로봇을 밸런싱시켰다. 그리고 시행착오적으로 구한 이득 값을 신경회로망 학습을 통해 일반화시켜 몸무게에 따라 일반화된 PD 이득 값을 가지는 제어기를 구현하였다. 이렇게 구현된 제어기가 기존의 PD 제어기보다 안정적 제어 측면에서 더 유리함을 실험적으로 확인할 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.262-266
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• 2009

산업 현장에서 요구하는 위치제어계는 고속, 고정밀의 제어를 만족하여야 하므로, 취급과 제어가 용이하고 응답특성이 우수한 직류 서보 전동기를 많이 이용하고 있다. 위치제어계에서 제어 성능을 개선시키기 위해서 많은 위치제어기법들이 제안되어져 왔다. 본 논문에서는 I-PD 위치제어계에서 PD제어기를 설계할 수 있는 설계법을 제안하였다. 제안한 설계법은 계의 전달함수를 정규화하여 제어계에서 제어기의 계수들이 결정되도록 하였다. 그리고 계의 안정조건과 근의 조건을 수학적으로 유도하였다. 이 방법을 I-PD제어계에 적용하여 PD제어기의 비례 및 미분 계수를 결정하였다. 그리고 이 제어기법을 적용한 I-PD 제어계를 시뮬레이션하여 계단 입력신호 및 외란 인가 시 계의 응답을 고찰하여 제안한 제어기법의 유효성을 검토하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.97-98
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• 2016

본 논문은 위치, 속도, 전류 제어기들이 직렬로 연결된 전동기 구동시스템에서 속도 제어기를 사용하지 않는 위치 제어를 위한 PI-PD 제어기 설계법을 제안한다. 기존의 PI-PD 위치 제어기 설계법과 달리 제안된 제어기의 설계법은 위치 제어기의 대역폭에 따라 이득 값을 설정할 수 있다. 제안된 위치 제어기 설계 성능을 검증하기 위해 IPMSM 구동시스템에서 실험을 통해 유효성을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권2호
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• pp.157-165
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• 2002

본 논문에서는 PD 제어기와 신경회로망을 이용하여 3상 유도전동기의 속도제어 시스템을 구현하고자 한다. PD 제어기는 초기의 제어를 담당하며 신경회로망의 초기 학습을 담당한다. 또한, 신경회로망은 비선형 매핑능력과 학습능력이 탁월하기 때문에 제어기로 많이 사용되며 특히 전향경로 신경망은 구조가 매우 간단하기 때문에 본 논문에서는 이를 이용하여 유도전동기의 속도제어 시스템에 구현하였다. 신경회로망의 입력으로는 모터의 기준속도, 엔코더를 이용하여 측정한 모터의 실제 속도와 제어입력 전류를 이용하였고, 온라인 상태로 학습되도록 하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘의 타당성을 보이기 위해 기존에 널리 사용되었던 PI 제어기와 비교평가를 하였으며 시뮬레이션과 실험결과로부터 초기운전 상태에서는 PD 제어기가 주로 제어를 담당하지만 시간이 지남에 따라 신경회로망이 학습되어 신경회로망이 주 제어기가 됨을 확인하였다. 아울러, 제안된 하이브리드 제어기가 PI 제어기보다 우수하고 특히 부하변동과 같은 외란에 강인함을 알 수 있었으며, 정상상태 오차가 현저히 감소하여 정밀한 속도제어가 가능함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권6호
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• pp.15-22
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• 2005

본 논문에서는 PID 제어기와 PI-PD 제어기 사이의 관계를 분석하여 이 두 제어기의 affine 집합을 구성하는 PID 제어기의 변형된 형태인 PID-PD 제어기와 그 동조 방법을 새롭게 제안한다. 제안된 설계 방법은 PID와 PI-PD 제어기를 이용한 전체 폐루프 시스템인 시간 응답을 경계로 그 사이의 응답을 보이도록 설계할 수 있다. 그 동조 방법으로 특정한 가격함수를 선정하여 이를 최소화하는 최적 동조법을 적용하여 제어를 설계하였다. 제안된 제어기의 유용성을 사례 연구와 분석을 통해 검토했다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.79-80
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• 2008

본 논문은 FPGA 기반에서 실수형 프로세서의 설계 및 구현에 대한 내용과 이를 이용하여 휴머노이드 로봇 팔의 위치제어를 위한 PD 제어기반의 신경회로망 제어기의 구현에 대한 내용이다. 설계된 프로세서는 명령어 기반의 처리를 통해 산술 연산 뿐만 아니라 로봇의 제어에 사용되는 외부 모듈의 사용이 가능하도록 설계하였으며, 신경회로망 구현에 사용되는 지수함수를 효율적으로 근사화하기 위한 Taylor series를 이용한 알고리즘을 하드웨어 레벨에서 구현하였다. 휴머노이드 로봇 팔의 위치 추종을 위해 고전적인 PD 제어기를 설계하고 PD 기반의 신경회로망 제어기를 설계하였다. 로봇 팔의 6축 제어를 위한 신경회로망 제어기에 요구되는 많은 연산을 감당하도록 하기 위해 설계된 프로세서를 통해 정의된 프로그래밍언어로 제어 프로그램을 작성하였다. PD 제어기와 PD 기반의 신경회로망 제어기를 하드웨어에 설계하여 로봇팔의 위치 추종을 실험하였으며 성능을 비교 검증하였다. 프로세서는 Altera의 Stratix II EP2S180 DSP development board에 구현되었으며 실험적으로 25MIPS의 성능을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.1679-1687
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• 2016

이동로봇은 유연한 생산시스템이 필요한 산업현장에서 유용하게 사용된다. 이동로봇이 생산부품과 같은 기계적 부하를 싣고 정해진 경로를 따라 정확히 이동하여야 하며 통상 기구학적 제어기가 사용되고 있다. 그러나 부하가 매우 크고 비선형 마찰도 클 경우, 기구학적 제어기로 만족할 만한 제어성능을 기대할 수 없어서 동적 제어기가 연구되고 있다. 기존의 동적 제어기는 부하의 무게와 위치를 정확히 알아야 한다는 조건이 있다. 그러나 실제 기계적 부하는 빈번히 변하고 정확히 알 수 없으므로 기존의 동적제어기 성능에 한계가 있다. 따라서 기계적 부하를 정확히 알지 못해도 이동로봇의 동적제어가 작동하도록 경사감소학습을 이용하여 적응 PD 제어 방법을 본 논문에서 제안하였다. 여러 가지 부하 변동 조건하에서 다양하게 시뮬레이션 하여 본 논문의 적응 PD 제어 방법이 기존의 방법보다 폭넓은 수렴영역을 가지고 있음을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.51-56
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• 2013

PID제어기가 산업현장에서 많은 잇점 때문에 이용되고 있다. 그러나 제어계의 성능을 향상시키기 위해 PID제어기를 변형시킨 여러 가지 제어기법들이 연구개발 되고 있다. 본 논문에서는 PI제어계에 전치보상기와 PD제어기를 부가한 전치 보상기를 갖는 PI-PD제어계를 제안하였다. 그리고 정규화법으로 제안한 제어계의 전달함수의 영점과 극점의 소거로 간단한 1차계가 되도록 하였다. PI제어기 및 제어대상전달함수의 계수 값을 이용하여 전치 보상기 빛 PD제어기를 설계 할 수 있도록 하였다. 시뮬레이션의 결과로 제안한 제어계의 유효성을 확인하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.74-79
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• 2002

많은 제어기법들이 이산시간영역제어계에서 제어성능을 개선하기 위해서 제안되고 있다. 이 제어기법들을 이용한 제어계에서 계의 응답특성은 제어기의 이득에 관계한다. 특히 외란이나 부하변동에 의해서 계의 응답이 변할 때 제어기의 이득을 재조정할 필요가 있다. 본 논문에서는 다층 신경망으로 I-PD제어기와 전치보상기를 설계하였다. I-PD제어기와 전치보상기의 이득이 자동적으로 역전파 알고리즘에 의해서 조정되도록 하였다. 제어계의 응답이 어떤 조건에 의해서 변할 때 I-PD제어기와 전치보상기의 이득들이 역전파 알고리즘에 의해서 자동적으로 조정되게 하였다. 이 I-PD제어기법을 직류 서보 전동기를 구동원으로 하는 위치제어계에 적용하여 제어기의 제어성능을 실험 결과로 타당성을 확인하였다.