점근특성 때문에 deadbeat제어는 연속계시스템에는 거의 적용이 불가능하다. 그러나 지연요소법은 이런 문제를 해결할 수 있다. 지연요소법외에도 잘 알려진 디지털 deadbeat제어가 평활요소를 추가하여 사용될 수 있다. 본 논문에서는 2차 평활요소를 디지털 deadbeat제어기에 사용한다. 그리고 이 요소는 플랜트에 확장되고 따라서 확장된 시스템을 디지털제어하게 된다. 이 제어시스템을 Matlab언어를 사용하여 회전형 도립진자 시스템에 적용하여 시뮬레이션한다.
The authors encountered a case of simultaneous radiation-induced multiple meningiomas and ventriculoperitoneal [VP] shunt-related pneumocephalus. A 35-year-old man, who had undergone surgery for medulloblastoma 21 years previously and subsequently received high dose craniospinal irradiation with adjuvant chemotherapy and later underwent a VP shunt because of hydrocephalus, presented with a severe headache and weakness of both lower extremities. Computed tomography showed an air pocket lesion in the left temporal lobe and a large amount of pneumocephalus with a bony defect of the left tegmen tympani. In addition, a 3 cm sized well enhancing mass was noted in the in the right middle cranial fossa and additional small enhancing nodule in the left frontal pole. He was treated by left temporal craniotomy and repair of the bony and dural defects of the left tegmentum tympanum through extradural and intradural approaches, respectively. Afterwards, he underwent right temporal craniotomy and gross total removal of a rapidly growing right middle fossa mass and a left frontal mass. The histological examination was consistent with atypical meningioma, WHO grade II. In conclusion, physicians have to consider the serious long term complications of high dose radiation therapy and VP shunt placement and need to perform the neuroradiologic follow-up after such treatments for several decades.
We propose an adaptive non-singular terminal sliding-mode control for the fast finite-time convergence (FANTSMC) in robot manipulator. The proposed FANTSMC approach is developed to be applied without singularity in robot manipulator, which has a new pole-placement control with the non-singular terminal sliding variable while generating the desirable control torque. Moreover, the switching gain is designed to suppress the time-delayed estimation error appropriately, which aims at providing the high robust tracking performance. Also, the proposed one employs one-sample delayed information to cancel out the system uncertainties and disturbances. For these reasons, it offers strong attraction within the finite time. It is shown that the tracking performance of the proposed FANTSMC approach is guaranteed to be uniformly ultimately bounded through the Lyapunov stability. The effectiveness of the proposed FANTSMC approach is illustrated in simulations, which is compared with that of the up-to-date control approach.
The variable structure controller is designed such that in sliding mode, the system moves along the switching plane in the vicinity of the switching plane, thus it is robust because it is not affected by the parameter fluctuations of the plant. However, a controller based on a variable structure may not meet the desired performance when it is commanded to track any input or is exposed to disturbances. This study proposes a sliding mode controller that follows the IVSC (Integral Variable Structure Control) approach with ELO (Extended Luenberger observer) to solve this problem. The proposed sliding mode control is applied to the velocity control of the hydraulic motor. The sliding plane was determined by the pole placement, and the control input was designed to ensure the existence of the sliding mode. The feasibility of modeling and controller are reviewed by comparing with conventional proportional-integral control through computer simulation using MATLAB software and experimenting on the cases of significant plant parameter fluctuations and disturbances.
Vibration is one of the factors that degrades the performance of equipment and measurement equipment used in high-tech industries such as semiconductors and display. The vibration isolator is classified into passive type and active type. The passive vibration isolator has the weakness of insufficient vibration isolation performance in the low frequency band, so an active vibration control system that can overcome these problems is used recently. In this paper, PID controller is used to control the active vibration isolator. Methods for setting the gain of the PID controller include the Zeigler-Nichols method, the pole placement method. These methods have the disadvantage of requiring a lot of time or knowing the system model accurately. This paper proposes the gain auto tuning method of the active vibration isolator applied with the PSO algorithm, which is an optimization algorithm that is easy to implement and has stable convergence performance with low calculations. It is expected that it will be possible to improve vibration isolation performance and reduce the time required for gain tuning by applying the proposed PSO algorithm to the active vibration isolator.
This paper presents various strategies for humanoid vehicle driving and egress tasks. For driving, a tele-operating system that controls a robot based on a human operator's commands is built. In addition, an autonomous assistant module is developed for the operator. Normal position control can result in severe damage to robots when they egress from vehicles. To prevent this problem, another approach that mixes various joint control techniques is adopted in this study. Additionally, a footplate is newly designed and attached to the vehicle floor for the ground landing phase of the egress task. The attached plate enables the robot to step down onto the ground in a safe manner. For stable locomotion, a balance controller is designed for the humanoid. For the design of the controller, the robot is modeled using an inverted pendulum that consists of a spring and a damper. Then, a state feedback controller (with pole placement and a state observer) is built based on the simplified model. Many approaches that are presented in this paper were successfully applied to a full-sized humanoid, DRC-HUBO+, in the DARPA Robotics Challenge Finals, which were held in the United States in 2015.
이온성 고분자 복합물인 IPMC(Ionic Polymer Metal Composite)는 부드러운 고분자 필름의 양면에 백금으로 구성된 전극층이 부착된 형태로 구성되어 있으며, 외부 물리적 자극에 대응하여 전기적 에너지를 발생시키는 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 IPMC의 굽힘에 대응하여 생성되는 전압을 예측할 수 있는 회로 모델을 제안하였다. 모델의 내부는 IPMC의 물리적인 특성을 묘사하는 전기 소자들로 구성되어 있으며, 실제 측정된 출력 전압과 시뮬레이션 출력 전압 사이의 RMS(Root Mean Square) 오차가 최소화 되도록 파라미터들의 값이 선정되었다. 이어서, 회로 모델의 관측기를 극점 배치 기법을 사용하여 설계하였으며 관측기로부터의 출력 전압 시뮬레이션의 결과 실제 전압 신호와의 오차가 줄어듦을 확인하였다. 또한, 상태 관측기 설계 기법이 측정된 출력 전압으로부터 입력 굽힘 각도를 추정하는 역 모델의 설계에도 적용되었으며 설계된 역 모델이 입력 각도를 큰 오차 없이 추정함을 검증하였다.
본 논문은 선형 행렬 부등식 (LMI) 기법을 이용하여, 도립진자 시스템의 안정화 조절 제어 및 추종 제어 특성을 만족하는 다목적 제어기를 선계하기 위하여, 도립진자의 모델을 복수개의 모델을 원소로 가진 폴리토프 모델(polytopic model)로 표현하고, 극점 배치 Η$_2$/Η$_{\infty}$ 제어기를 설계하는 과정을 예시한 것이다. 도립진자의 진폭이 비교적 큰 경우, 하나의 동작점에서 구한 선형 시불변 모델의 오차를 불확실성으로 고려하여 설계한 제어기가 가지기 쉬운 보수성(conservativeness)을 극복하기 위하여, 도립진자 시스템에 대하여 다수의 경사 각도를 선형화의 동작점으로 취하여 복수개의 선형시불변 모델로써 이루어진 하나의 폴리토프 모델(polytopic model)을 구성하였다. 이 모델에 대하여, 볼록 최적화(convex optimization) 알고리즘을 사용하는 LMI 소프트웨어를 사용하여 다목적 성능을 만족하는 제어기를 설계하였다. 폴리토프 모델에 대하여 설계된 제어기로써 제어된 도립 진자는, 비교적 큰 경사 각도의 초기치에 대한 실험에서, 안정하게 연직 위치로 복원되는 제어 효과를 관찰할 수 있었다.
An AMD control system is usually built based on the original model of a target building. As a result, the fact leads a large calculation workload exists. Therefore, the orders of a structural model should be reduced appropriately. Among various model-reduction methods, a suitable reduced-order model is important to high-rise buildings. Meanwhile, a partial structural information is discarded directly in the model-reduction process, which leads to the accuracy reduction of its controller design. In this paper, an optimal technique is selected through comparing several common model-reduction methods. Then, considering the dynamic characteristics of a high-rise building, an improved balanced truncation (BT) method is proposed for establishing its reduced-order model. The abandoned structural information, including natural frequencies, damping ratios and modal information of the original model, is reconsidered. Based on the improved reduced-order model, a new reduced-order controller is designed by a regional pole-placement method. A high-rise building with an AMD system is regarded as an example, in which the energy distribution, the control effects and the control parameters are used as the indexes to analyze the performance of the improved reduced-order controller. To verify its effectiveness, the proposed methodology is also applied to a four-storey experimental frame. The results demonstrate that the new controller has a stable control performance and a relatively short calculation time, which provides good potential for structural vibration control of high-rise buildings.
로켓이나 2족 보행 로봇(Biped Robots)의 자세 제어에 응용되는 도립진자 시스템(Inverted Penduhum System)은 대표적 비선행 시스템으로 수학적 모델링이 대단히 어려우며, 모델링올 하였다 하더라도 복잡한 구조가 된다. 이의 해결을 위한 고전적인 제어 기법으로 1970년대 이후부터는, 신경회로망과 퍼지, 카오스, 유전 알고리증을 이용한 제어 기법들이 도립진자의 안정화 제어에 적용되어져고 있으며, 최근 신경회로망의 자동설계 기법들과 유전 또는 전화 알고리즘올 이용한 신경회로망의 구축 기법인 종래의 진화형 선정회로 제어기(ENNC : Evohing Neural Network Controller)가 시도되어지고 있다. 그러나 종래의 ENNC의 전화방식은 노드(뉴런)단위로 교배하며, 특히, 활성화 함수를 지닌 은닉층의 뉴런이 입력층의 뉴런으로 대체되는 경우, 입력층 뉴런과 출력층 뉴런 사이의 결합 가중치가 삭제되지 않는 등의 문제점이 지적될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 도립진자 시스템의 안정화 제어를 위하여 선택, 교배, 돌연변이의 진화 연산자에 의해 일시에 최적의 구조와 결합가중치로 진화시켜 가능 새로운 형태의 ENNC를 제안하고자 한디. 또한, 다양한 초기치에 적응된 최적 구조와 결합가중치를 갖는 새로운 형태의 ENNC를 시뮬레이션율 통하여 얻고, 이를 ADA-2310보드 및 80586 마이크로 프로세서로 실현하여, 도립진자 시스템의 안정화 제어에 적용함으로써 본 논운에서 제안한 ENNC의 우수성과 강인성을 입증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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