본 논문에서는 부정확한 채널 정보가 주어진 환경에서 multi-user peer-to-peer 증폭 및 전달 릴레이 시스템에 대한 robust 릴레이 및 수신기 필터 설계 방법을 제안한다. 구체적으로, 평균 자승 오류율 합을 최소화 하는 관점에서 릴레이 및 수신기 필터를 구한다. 우선 iterative 연산이 필요한 joint 최적화 필터 설계 방법을 제시한다. 그리고 iterative 방법의 연산 복잡도를 개선하기 위해 릴레이 필터의 분해능에 기반을 둔 두 가지 robust non-iterative 부최적화 방법을 제안한다. 또한 릴레이와 특정 수신기 간의 local channel state information 만을 이용하는 변형된 수신기 설계 방법을 추가적으로 제안한다. 연산 복잡도 분석과 평균 자승 오류율 합 및 비트 오류율 성능을 확인하는 실험을 통해, 제안하는 robust non-iterative 부최적화 방법이 robust iterative 최적화 방법과 비교해 연산량 감소 효과는 크면서 성능 열화는 제한적임을 확인하였다. 그리고 채널 정보의 부정확함이 존재하는 시스템 환경에서 제안하는 방법의 상당한 robustness 를 확인하였다.
This paper introduces the robust design of an intake system using transmission loss and the frequency weighting function. First, transmission loss is measured to evaluate the performance of the noise reduction for the intake system. The robust design parameters of the intake system are extracted by adapting a cost function with the Taguchi method. Subsequently, the frequency weighting function is developed by the subjective evaluation in which 6 special engineers were participated. Finally, the comparison between the proposed frequency weighted optimal design and unweighted optimal design for the transmission loss as the part is performed. Here, the overall levels of the transmission loss according to the methods are presented to validate the effectiveness of the proposed methodology.
Robust design is an approach to reducing performance variation of quality characteristic values in quality engineering. Product array approach which is used in the Taguchi parameter design has a number of advantages by considering the noise factor. Taguchi has an idea that mean and variation are handled simultaneously to reduce the expected loss in products and processes. Taguchi has used the signal-to-noise ratio (SN) to achieve the appropriate set of operating conditions where variability around target is low in the Taguchi parameter design. Many Statisticians criticize the Taguchi techniques of analysis, particularly those based on the SN. In this paper we propose a substantially simpler optimization procedure for robust design using desirability function without resorting to SN.
본 논문에서는 변수 불확실성을 가지는 이산시간 특이시스템의 강인 안정화 기법과 강인 보장비용 제어기법을 다룬다. 제안하는 제어기법은 제어기 존재조건에서 준정부호조건(semi-definite condition)이나 시스템 행렬의 분해 없이 볼록최적화(convex optimization)가 가능한 선형행렬부등식 접근방법을 이용하여 제안한다. 먼저, 강인 안정화 상태궤환 제어기는 폐루프 시스템의 정규성, 코잘 및 안정화를 만족하는 제어기의 존재조건과 설계방법을 선형행렬부등식으로 제시한다. 그리고 보장비용 함수의 상한치의 최소화를 보장하는 강인 보장비용 제어기 설계방법은 강인 안정화 제어기 설계를 기반으로 제안한다. 예제를 통하여 제안한 제어기 설계기법의 타당성을 확인한다
Using simple linear prediction algorithm a design procedure of robust PI and PID controllers for SISO system, usually called 'PID predictor controllers, is developed. The design procedure is able to properly adjust gain margin and phase margin and control coefficients are selected in frequency domain. The performance of the PID predictor controller is superior to that of the normal PID controller in terms of robustness in design and disturbance rejection.
This paper discusses an entire procedure for a robust controller design and its implementation of an AMB (active magnetic bearing) spindle, which is part II of the papers presenting details of system modeling and robust control of an AMB spindle. Since there are various uncertainties in an AMB system and reliability is the most important factor for applications, robust control naturally gains attentions in this field. However, tight evaluations of various uncertainties based on experimental data and appropriate performance weightings for an AMB spindle are still ongoing research topics. In addition, there are few publications on experimental justification of a designed robust controller. In this paper, uncertainties for the AMB spindle are classified and described based on the measurement and identification results of part I, and an appropriate performance weighting scheme for the AMB spindle is developed. Then, a robust control is designed through the mixed ${\mu}$ synthesis based on the validated accurate nominal model of part I, and the robust controller is reduced considering its closed loop performance. The reduced robust controller is implemented and confirmed with measurements of closed-loop responses. The AMB spindle is operated up to 57,600 rpm and performance of the designed controller is compared with a benchmark PID controller through experiments. Experiments show that the robust controller offers higher stiffness and more efficient control of rigid modes than the benchmark PID controller.
The spring constants of primary suspensions for a railway vehicle are optimized by a robust design process, in which the response surface models(RSMs) of their dynamic responses are constructed via the design of experiment(DOE). The robust design process requires an intensive computation to evaluate exactly a probabilistic feasibility for the robustness of dynamic responses with their probabilistic variances for the railway vehicle. In order to overcome the computational process, the process capability index $C_{pk}$ is introduced which enables not only to show the mean value and the scattering of the product quality to a certain extent, but also to normalize the objective functions irrespective of various different dimensions. This robust design, consequently, becomes to optimize the $C_{pk}$ subjected to constraints, i.e. 2, satisfying six sigma. The proposed method shows not only an improvement of some $C_{pk}$ violating the constraints obtained by the conventional optimization, but also a significant decrease of the variance of the $C_{pk}$.
본 연구에서는 다구찌방법을 이용하여 고분자 전해질 연료전지 스택 가스켓의 강건설계를 수행하였다. 스택의 조립과정 시 발생하는 조립오차(잡음인자)를 고려한다. 이러한 잡음인자를 포함한 연구는 연료전지 스택의 안전성 확보와 성능향상을 위해 필요하다. 잡음인자의 영향이 둔감하도록 설계하기 위하여 다구찌의 강건설계 방법을 적용하였다. 가스켓 해석의 경우 하중과 변위의 초탄성 거동을 표현하기 위하여 Mooney-Rivlin의 변형률에너지 함수를 사용하였다. 또한, 단축 및 등가 이축 인장 시험을 통해 초탄성 거동의 해석에 필요한 물성을 구하였으며, 비선형 초탄성 해석을 수행하고 강건설계를 수행 하였다. PEMFC 스택의 강건설계를 통하여 구조적 신뢰성을 확보하게 되었다.
폐루프 기준으로 $H_{\infty}$ 제어기를 설계하는 알고리즘에는 3가지(2-ARE, mu-synthesis, LMI) 방법이 있다. 본 논문에서 3가지 $H_{\infty}$ 제어기 설계 알고리즘에 대한 기초 이론을 종합하고, Matlab$^{TM}$에 구현된 함수가 사용될 경우, 실무입장에서 가장 적절하다고 판단되는 $H_{\infty}$ 제어기 설계 알고리즘 제시를 위해 인공위성 자세 제어기 설계 후 결과를 비교 분석하였다: 2-ARE 방법과 LMI 방법은 robust stability, robust performance 및 control authority 측면에서 거의 유사하였으나, LMI 방법에 비해 2-ARE 방법이 weighting 함수설계에 더 민감하였고, mu-synthesis 방법은 다른 2가지 설계 방법에 비해 성능면에서 다소 떨어지고, control authority가 크게 나타났다. 따라서 인공위성 자세제어 설계를 위해 실무 관점에서 LMI 방법이 더 편리한 설계 알고리즘이라는 결론을 얻었다.
This paper presents the robust design of gripper part for a high-speed LCD(Liquid Crystal Display) transfer system. In this paper, the $1^{st}$ DOE(Design of Experiment) is conducted to find out main-effect factors for the design of gripper part. Thirty-six analysis are performed using $ANSYS^{(R)}$ and their results are statistically analyzed using $MINITAB^{(R)}$, which shows that the factors, i.e., First-width, Second-width, Rec-width, and thickness of gripper part, are more important than other factors. The main effect plots shows that the maximum deflection and mass of gripper part are minimized by increasing First-width, Second-width, Rec-width and thickness. The $2^{nd}$ DOE is conducted to obtain RSM(Response Surface Method) equation. The CCD(Central Composite Design) technique with four factors is used. Optimum design is conducted using the RSM equation. Genetic algorithm is used for optimal design. Six sigma robust design is conducted to find out a guideline for control range of design parameter. To obtain six sigma level quality, the standard deviations of design parameters are shown to be controlled within 5% of average design value.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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