• 제목/요약/키워드: Robust $H_{\infty}$

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도립진자 시스템의 LFR에 의한 LMI 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어 (The LMI mixed ${H_2}/H_{\infty}$ control of inverted pendulum system using LFR)

  • 박종우;이상철;이상효
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권7A호
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    • pp.967-977
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    • 2000
  • 본 논문은 도립전자 시스템을 LFR(Linear Fractional Representation)로 표현하여 얻어진 일반화 제어대상에 대하여 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기법을 적용한다. 먼저, 일반화 제어대상을 얻기 위하여, LFR로 표현한 도립진자의 선형 모델을 유도한다. LFR에서 고려한 구체적인 불확실성은 3개의 비선형 성분과 1개의 진자질량 불확실성이다. 유도된 선형모델에 하중함수를 더하여 LFR 모델을 확대함으로써 일반화된 제어대상을 얻는다. 다음으로, 이 일반화 제어대상에 대하여 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기를 설계한다. 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기 설계를 위해서 LMI(Linear Matrix Inequalities) 기법을 이요한다. 설계된 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기의 제어성능과 강건 안정성을 평가하기 위해서 모의실험과 실물실험을 통하여 $H_{\infty}$ 제어기와 비교한다. 실험결과, $H_{\infty}$ 제어때 보다 적은 피드백 정보만으로도 혼합 ${H_2}/H_{\infty}$ 제어기는 도립진자의 진자각도 측면에서 $H_{\infty}$ 제어기보다 나은 강건 안정성과 제어 성능을 보인다.

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불확실성을 갖는 퍼지 시스템의 출력궤환 견실 $H^infty$ 제어 (Output Feedback Robust $H^infty$ Control for Uncertain Fuzzy Dynamic Systems)

  • Lee, Kap-Lai;Kim, Jong-Hae;Park, Hong-Bae
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제37권6호
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    • pp.15-24
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    • 2000
  • 본 논문에서는 불확실성을 갖는 비선형 시스템의 출력 궤환 퍼지 H∞ 제어 문제를 고려한다. 비선형 시스템은 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지모델로 나타내고 제어기 설계는 퍼지모델을 이용하여 설계한다. Lyapunov 함수를 이용하여 퍼지모델에 대한 폐-루프 시스템의 안정성뿐만 아니라 외란감쇠에 대한 L₂ 이득 성능을 보장하는 충분조건을 유도한다. 유도된 조건식 으로부터 퍼지 H∞ 제어기가 존재할 충분조건을 선형 행렬부등식으로 나타내고, 이 선형 행렬부등식의 해로부터 제어기를 설계하는 알고리듬을 제시한다. 설계된 제어기는 비선형이며 퍼지 동작에 의해 자동적으로 조정된다.

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4층 층상 구조물에 대한 강인한 진동 제어 시스템 설계 (A Design of Robust Vibration Control System for a Four-story Shear Structure)

  • 양주호;정황훈;정해종
    • 동력기계공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.60-67
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    • 2003
  • This paper introduces basic study how to restrain the vibration of a four story shear structure. We have modeled a four story shear structure mathematically and have identified each parameters by experiment. We have gotten a reduced nominal model through modal analyzing method and the $H_{\infty}$ control theory is used in the control system design to get the robust controller. It's shown that the desirable performances is confirmed through the mathematical simulation. And a designed controller applying the $H_{\infty}$ control theory shows the good performance for the impulse disturbance through the simulation results. That is, the robustness of this control system is confirmed for the ability of disturbance rejection and modeling error.

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유전 알고리즘에 의한 브러시리스 DC모터의 속도 제어용 혼합 $H_2/H_{\infty}$ PID제어기 설계 (Design of a Mixed $H_2/H_{\infty}$ PID Controller for Speed Control of Brushless DC Motor by Genetic Algorithm)

  • ;;김학경;김상봉
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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    • pp.77-78
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    • 2006
  • A mixed method between $H_2\;and\;H_{\infty}$ control are widely applied to systems which has parameter perturbation and uncertain model to obtain an optimal robust controller. Brushless Direct Current (BLDC) motors are widely used for high performance control applications. Conventional PID controller only provides satisfactory performance for set-point regulation. However, with the presence of nonlinearities, uncertainties and perturbations in the system, conventional PID is not sufficient to achieve an optimal robust controller. This paper presents an approach to ease designing a Mixed $H_2/H_{\infty}$ PID controller for controlling speed of Brushless DC motors and the genetic algorithm is used to solve the optimized problems. Numerical results are shown to prove that the performance in the proposed controller is better than that in the optimal PID controller using LQR approach.

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$H_2$/H$\infty$$\mu$이론을 이용한 유연 빔의 위치제어 (Robust Positioning Control of a Flexible beam using $H_2/H_{\infty}$ and $\mu$-theory)

  • 최연욱
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.101-107
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    • 2001
  • 본 연구는 유연한 빔의 위치를 제어하기 위한 강인한 제어기 설계를 위한 하나의 방법으로서 혼합 $H_2/H_{\infty}$$\mu$이론을 이용한 하나의 방법을 제시하고 있다. 먼저 제어기의 설계를 위한 유연한 빔의 수식모델을 얻기 위해 해석적인 방법과 실험을 통한 방법을 적용하였다. 이 결과로서 강인한 제어기의 설계를 위해 필요한 불확실성의 영역에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 다음, 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 이론을 상기모델에 적용하여 강인한 제어기를 설계하고, 여기에 $\mu$이론을 적용하여 일반적으로 혼합 $H_{\infty}$ 제어기가 가질 수 있는 보수성을 완화시킨다 마지막으로 Simulation과 실험을 통하여 설계된 제어기의 유효성을 보인다.

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선박용 대형 디젤 기관의 강인 속도 제어기 설계 (Design of Robust Speed Controllers for Marine Diesel Engine)

  • 황순규;이영찬;김창화;정병건
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권6호
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    • pp.820-828
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    • 2011
  • 에너지 절약은 해상운송분야에서 이익을 내기 위한 가장 중요한 요인 중 하나이다. 연료 소비율을 낮추기 위해서는 가능한 한 선박의 추진효율을 높여야만 한다. 추진효율은 추진기관과 낮은 회전속도에서 더 좋은 효율을 갖는 프로펠러의 조합에 의존한다. 기관은 저속이 될수록 연료분사과정에서의 지연시간으로 인해 회전 토크 변동이 심해진다. 본 연구에서는 강인 제어이론을 적용하여 강인 안정성과 강인 성능을 고려한 기관 속도제어기들, 즉 준최적 $H_{\infty}$제어기, $H_{\infty}$루프-성형 제어기 및 ${\mu}$-제어기를 설계한다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과로부터 이들 3가지 제어기의 타당성을 검토한다.

시간지연 및 파라미터 불확실성을 갖는 선형 시스템의 2 자유도 견실성능 제어기 설계 (2 DOF robust performance controller design for linear system with time delay and parameter uncertainty)

  • 이갑래;정은태;최봉렬;박홍배
    • 전자공학회논문지S
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    • 제34S권1호
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    • pp.43-53
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    • 1997
  • A robust stability condition for linear systems with time delay in all variables and parameter uncertainties in all system matrices is derived. Robust performance condition that accounts for robust model-matching of closed loop system and disturbance rejection is also derived. Using the robust performance condition, robust $H^{\infty}$ controller and .mu.(sgructured singular value) controller with two-degree-of-freedom(2DOF) are designed. The controller structure is considered for $H^{\infty}$ controller, while uncertainity structure is considered for .mu. controller. Using the proposed method, $H^{\infty}$ and .mu. controllers for underwater vehicle with time delay and parameter variations are designed. Simulations of a design example with hydrodynamic parameter variations and disturbance are presented to demonstrate the achievement of good robust performance.ce.

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강인 PID 제어를 이용한 냉간압연 시스템의 웹 횡방향 제어 (Web Lateral Control of Cold Rolling Mill Systems Using a Robust PID Control)

  • 최진태;김인수;이영진;김종식;이만형
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.373-384
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    • 2002
  • This paper presents a robust PID controller design technique using the concept of model matching method in the frequency domain. To design the robust PID controller satisfying disturbance attenuation and robust tracking property for a reference input, first an H$\infty$ controller satisfying given performance is designed using the H$\infty$ control method. And then, the parameters(proportional, integral, and derivative gains) of the robust PID controller are determined using the model matching at frequency domain. The proposed technique is applied to a position controller design of the web. The simulation results show that the proposed robust PID controller satisfies disturbance attenuation and tracking property.

H 이용한 발전기 여자 시스템 제어 (Generator Exciter Control Using H)

  • 홍현문
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.198-202
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    • 2004
  • 본 논문에서는 전력 시스템에서 가지고 있는 불확실성과 왜란에 강인함을 보장하면서 원하는 제어성능을 얻기 위해 강인 제어기 중의 하나인 H$_{\infty}$ 제어이론을 도입하여 강인제어기를 제안하였다. 디자인된 제어기의 성능은 폭넓은 비선형 시간영역 모의 실험으로 고찰하였다. 실험결과에서는 기존의 제어기보다 제안된 H$_{\infty}$ 제어기가 우수함을 보였다.

드럼형 보일러 시스템의 저차 $H_{\infty}$ 제어기 설계 (Reduced-order $H_{\infty}$ controller Design of Drum-type boiler system)

  • 최상철;조철형;서진헌
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1994년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.366-369
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    • 1994
  • In this paper, reduced-order $H_{\infty}$ robust controller is designed for the drum-type boiler system. From the known nonlinear dynamic model, a linearized multivariable model is obtained. To reduce order of robust controller, observer-based proper $H_{\infty}$ compensator is designed. The designed controller has robust property against the influence of sensor noise, system parameter variation and model uncertainty. A good Performance of the designed controller is shown by simulation.

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