• 제목/요약/키워드: Robust $H_{\infty}$

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고밀도 클러터 환경에서 비선형 표적추적에 강인한 자료결합 게이트 기법 (A robust data association gate method of non-linear target tracking in dense cluttered environment)

  • 김성원;권택익;조현덕
    • 한국음향학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.109-120
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    • 2021
  • 본 논문은 고밀도 클러터 환경 비선형 표적에 대해서 수동소나 자동표적추적 자료결합 게이트를 강인하게 적용하기 위한 H∞ 놈 기반의 자료결합 게이트 기법을 제안한다. 표적추적을 위한 자료결합 기법은 유효 측정 범위인 유효 게이트 내에 있는 측정치를 자료결합의 후보대상으로 선택한다. 자료결합에서의 유효 게이트 범위가 적정하지 않거나 고밀도 클러터 환경에서 자료결합이 수행되면, 클러터 측정치의 간섭을 더욱 받게 되어 표적추적의 강인성을 유지하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 논문은 가우시안 분포 가정 및 추적 오차 공분산 기반의 기존 3-σ 게이트 기법에 H∞ 놈 기반의 이분법 알고리즘을 결합하여 적용한 새로운 게이팅 기법을 제안한다. 제안 기법은 클러터의 간섭을 완화시키고, 비선형 기동표적을 견실하게 추적하게 한다. 해석적인 분석 방법과 수평방위 및 수직방위의 측정치를 모의한 신호를 활용한 시뮬레이션을 통해 자료결합의 강인함이 기존 기법에 대비하여 향상됨을 확인하였다.

로봇 모션 재현을 위한 강인한 제어시스템 설계: 외란을 고려한 경우 (Robust Control System Design for Robot Motion Regeneration under Disturbance Input)

  • 당닥치;강창남;김영복
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제12권3호
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    • pp.1-10
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    • 2015
  • In this paper, the authors propose a method to easily recognize and reproduce the robot motion made by an operator. This method is targets for applications similar to painting and welding, and it is based on a process of that identifies a family of plants, by control design and by conducting an experimental evaluation. In this study, the models and controllers for all joints of 3DOF robot system are obtained individually. And a robust control system for motion control of the individual joints is designed based on $H_{\infty}$ control framework. An experimental comparison is made between the proposed control method and existing PID control method. And the results indicate that the proposed designing method is more efficient and useful than conventional method.

크레인 스프레더의 Swing Motion 제어에 관한 연구 (A Study on Swing Motion Control System Design for the Spreader of the Crane)

  • 채규훈;김영복
    • 동력기계공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.54-60
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    • 2003
  • In general, the swing motion of the crane is controlled and suppressed by activating the trolley motion. In this paper, we suggest a new type of anti-sway control system of the crane. In the proposed control system, a small auxiliary mass(moving-mass) is installed on the spreader and the swing motion is controlled by moving the auxiliary mass. The actuator reaction against the auxiliary mass applies inertial control forces to the container to reduce the swing motion in the desired manner. In this paper, we apply the $H_{\infty}$ based control technique to the anti-sway control system design problem. And the experimental result shows that the proposed control system is shown to be useful and robust to disturbances like winds and initial sway motion.

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크레인 스프레더의 Swing Motion 제어에 관한 연구 : 로프 길이변화를 고려한 경우 (A Study on Swing Motion Control System Design for the Spreader of the Crane with Varying Rope Length)

  • 안상백;채규훈;김영복
    • 동력기계공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.55-61
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    • 2004
  • In general, the swing motion of the crane is controlled and suppressed by activating the trolley motion. In this paper, we suggest a new type of anti-sway control system of the crane. In the proposed control system, a small auxiliary mass(moving-mass) is installed on the spreader and the swing motion is controlled by moving the auxiliary mass. The actuator reaction against the auxiliary mass applies inertial control forces to the container in order to reduce the swing motion in the desired manner. In this paper, we apply the $H_{\infty}$ based control technique to the anti-sway control system design problem. And the experimental result shows that the proposed control system is useful and robust to disturbances like winds and initial sway motion.

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2관성 공진 시스템의 강건제어 (The Robust Control of Two Mass Spring System)

  • 조도현;이종용;이상철
    • 전자공학회논문지T
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    • 제35T권3호
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    • pp.76-86
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    • 1998
  • 2관성 공진(TMS: Two-Mass Spring) 시스템은 비틀림 진동을 다루기 위하여 고려할 수 있는 가장 간단한 모델이다. 이러한 시스템은 비틀림 진동을 억제하며, 원하는 특성을 달성하기 위한 제어기 설계가 요구된다. 본 논문에서는 2관성 공진 시스템에 대하여 상태 피드백을 고려하고, 각 상태가 응답성능에 미치는 영향을 살펴본다. 이 결과와 상태 피드백의 이득을 이용하여 제어기의 설계 매개변수와 LQ 및 H/sub ∞/ 제어의 하중함수 결정에 대한 기본 지침을 제시한다.

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Optimal Design of Robust Quantitative Feedback Controllers Using Linear Programming and Genetic Algorithms

  • Bokharaie, Vaheed S.;Khaki-Sedigh, Ali
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.428-432
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    • 2003
  • Quantitative Feedback Theory (QFT) is one of most effective methods of robust controller design and can be considered as a suitable method for systems with parametric uncertainties. Particularly it allows us to obtain controllers less conservative than other methods like $H_{\infty}$ and ${\mu}$-synthesis. In QFT method, we transform all the uncertainties and desired specifications to some boundaries in Nichols chart and then we have to find the nominal loop transfer function such that satisfies the boundaries and has the minimum high frequency gain. The major drawback of the QFT method is that there is no effective and useful method for finding this nominal loop transfer function. The usual approach to this problem involves loop-shaping in the Nichols chart by manipulating the poles and zeros of the nominal loop transfer function. This process now aided by recently developed computer aided design tools proceeds by trial and error and its success often depends heavily on the experience of the loop-shaper. Thus for the novice and First time QFT user, there is a genuine need for an automatic loop-shaping tool to generate a first-cut solution. In this paper, we approach the automatic QFT loop-shaping problem by using an algorithm involving Linear Programming (LP) techniques and Genetic Algorithm (GA).

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불확실성을 고려한 횡축형 자기 베어링 시스템의 로버스트 제어에 관한 연구 (A Study on the Robust Control of Horizontal-Shaft Magnetic Bearing System Considering Perturbation)

  • 김창화;정병건;양주호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권1호
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    • pp.92-101
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    • 2010
  • 본 연구에서는 회전체를 지지하는 자기 베어링에 관하여, 2장에서는 적분형 서보계를 이용하여 횡축형 자기베어링 시스템(Horizontal-shaft Magnetic Bearing System: HMBS)에 대한 불확실성을 고려하면서 과도상태 응답개선에 대한 이론적인 고찰과 제어기설계 수식을 유도한다. 그리고 HMBS에 대해 물리 퍼래미터 변동에 대한 강인성과 외란의 영향을 저감하고 기준위치 변경에 따른 추종성을 갖도록 상태 피드백 제어기를 LMI 기법을 이용하여 설계한다. 3장에서는 설계한 제어칙을 가지고 시스템 불확실성의 변동에 대해 시간영역의 설계사양을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대하여 시뮬레이션을 행하고 실제 적용 가능성을 검토한다.

MR 댐퍼가 적용된 철도차량 이차현가장치의 H 제어 (H Control of Secondary Suspension in Railway Vehicles Equipped with a MR Damper)

  • 신유정;유원희;허현무;박준혁
    • 한국정밀공학회지
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    • 제30권10호
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    • pp.1051-1059
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    • 2013
  • In general, lateral ride comfort of railway vehicle is mainly influenced by a secondary suspension placed between the bogie and carbody. Higher operating speeds of train results in increased vibration of carbody, which has a negative impact related to the ride comfort. To solve this problem, researches to replace the conventional passive suspension with (semi)active technology in the secondary suspension of a railway vehicle have been carried out. The semi-active suspension using the magneto-rheological damper is relatively simpler system and has advantage in maintenance compared to the hydraulic type semi-active damper. This study was performed to reduce lateral vibration acceleration of carbody related to ride comfort of railway vehicles with a semi-active suspension system. The numerical analysis was conducted by replacing passive lateral damper with semi-active MR damper, and robust control with the MR damper was applied to the 1/5 scaled railway vehicle model.

선박 주행속도 변화를 고려한 Rudder-Roll Stabilization System 설계에 관한 연구 (A Study on Rudder-Roll Stabilization System Design for Ship with Varying Ship Speed)

  • 김영복;채규훈
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.363-372
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    • 2002
  • In ship operation, the roll motions can seriously degrade the performance of mechanical and personnel effectiveness. So many studies for the roll stabilization system design have been performed and good results have been achieved. In many studies, the stabilizing fins are used. Recently rudders, which have been extensively modified, have been used exclusively to stabilize the roll. But, in the roll stabilization control system, the control performance is very sensitive to the ship speed. So, we can see that it is important to consider the ship speed in the rudder roll control system design. The gain-scheduling control technique is very useful in the control problem incorporating time varying parameters which can be measured in real time. Based on this fact, in this paper we examine the;$H_{\infty}$-Gain Scheduling control design technique. Therefore, we assume that a parameter, the ship speed which can be estimated in real time, is varying and apply the gain-scheduling control technique to design the course keeping and anti-rolling control system far a ship. In this control system, the controller dynamics is adjusted in real-time according to time-varying plant parameters. The simulation result shows that the proposed control strategy is shown to be useful for cases when the ship speed is varying and robust to disturbances like wind and wave.

횡방향 거동 특성을 고려한 부하모사 시스템 해석 (Analysis of Load Simulating System Considering Lateral Behavior of a Vehicle)

  • 김효준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.621-626
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    • 2019
  • 자동차의 과도한 차체 운동과 조종 불안정성을 유발하는 대표적인 외란 입력으로는 운전자에 의해 가해지는 조향 핸들 조작이다. 급격하고 과도한 핸들 조작은 SUV 차량처럼 기하학적 및 동역학적 특성에 따라 차량 전복 현상도 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 이에 대응할 수 있는 제어 시스템의 구조화에 대하여 다음과 같이 기초 연구를 수행하였다. 운전자 조종으로 유발되는 횡방향 거동에 대한 수학적 모델링을 수행하고, 이를 토대로 차체 운동을 제어할 수 있는 제어기를 설계하였다. 파라미터 불확실성으로 인한 모델링 오차에 대해 강건한 제어 성능을 확보하기 위하여 $H_{\infty}$ 알고리즘을 적용하였다. 비 연성화된 1/4 차량을 기반으로, 차체에 작용하는 모우멘트에 상응하는 동적 부하를 모사할 수 있는 모델을 제시하였다. 동적 시뮬레이션을 수행하여 부하 모사 모델의 타당성을 파악하였다. 차체- 차축- 서스펜션- 타이어로 조합되는 1/4 실험 차량 장치와 부하 모사 모듈, 서스펜션 제어 모듈 및 Hils 기술을 적용하는 차체 거동 제어 시스템에 대한 프레임워크를 제안하였다.