• Title/Summary/Keyword: Rotary Inverted Pendulum

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Real-Time Networked Control System Design via Ethernet (Ethernet을 통한 실시간 네트워크 제어시스템 설계)

  • Kim, Chang-Yu;Lim, Hyun;Lee, Young-Sam;Kwo, Oh-Kyu
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2006.10c
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    • pp.136-138
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    • 2006
  • Recently, network systems are widely used in several areas, and some considerable attentions have been directed to the Networked Control System(NCS). In NCS, network-induced delays are inevitable, and they sometimes degrade the performance of networked control systems to be a source of potential instability. In this paper, We proposes a compensation method for networked control system subject to network-induced delays by using a simple method, which is based on a sort of predictive strategy. To evaluate its feasibility and effectiveness, a real-time NCS for a rotary inverted pendulum is implemented via an Ethernet. Based on the experimental results. we show that the proposed simple method can be a practical and feasible solution to NCS design.

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A Study on the Improvement of Transient State of LQR Controller (LQR 제어기의 과도 상태 개선 방법에 관한 연구)

  • Park, Min-Ho;Hong, Suk-Kyo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2004.07d
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    • pp.2239-2241
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    • 2004
  • 이 논문은 최적 제어 설계방법 중 하나인 LQR 제어기의 과도 상태를 개선하는 방법에 관한 연구이다. 적절한 상태가중행렬과 제어가중행렬을 설정한 후 대수 Riccati 방정식을 풀면 LQR 제어기가 설계된다. 그런데 이 가중행렬은 시행착오 방법을 이용하여 설정하기 때문에 설계된 제어기의 과도 상태를 개선하기 하기가 매우 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 closed-loop 근과 가중행렬과의 상관관계를 수학적으로 표현하고, 이를 바탕으로 설계조건을 만족하도록 시스템의 근을 이동시키는 가중행렬을 구하는 방법을 제시한다. 원운동형 도립진자(rotary type inverted pendulum)를 통해 matlab 모의실험으로 그 타당성을 검증한다. 얻어진 결과를 이용하면 원하는 극점을 갖는 LQR 제어기를 체계적으로 설계할 수 있다.

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Robust Real-Time Wireless Control Platform Compensating for Packet Loss (패킷 손실에 강인한 원격 실시간 무선제어 플랫폼)

  • Choi, Rock-Hyun;Lee, Sang-Cheol;Yoo, Joon-Hyuk
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.18 no.8
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    • pp.768-773
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    • 2012
  • Packet loss compensation techniques are increasingly important to stable remote control over wireless communication in WNCS (Wireless Networked Control Systems). Its time varying channels, limited bandwidth, interference, and poor signal not only leads to packet loss or latency, but also can negatively affect performance and system stability. This paper presents a compensation technique exploiting an EWMA (Exponentially Weighed Moving Average)-based value estimator to clarify the influence of packet loss on the overall WNCS behavior. As an example of actuator to be remotely controlled, a rotary-type inverted pendulum has been considered, and modeled. Performance evaluation results through Matlab/Simulink and Truetime co-simulation confirm the superiority of the proposed value estimation method over previous approaches.

Design of Optimized Fuzzy Controller for Rotary Inverted Pendulum System Using HFC-based Genetic Algorithms (계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘을 이용한 회전형 역 진자 시스템의 최적 Fuzzy 제어기 설계)

  • Jung, Seung-Hyun;Choi, Jeoung-Nae;Oh, Sung-Kwun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.306-307
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    • 2007
  • 본 논문은 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms : HFCGA)을 이용하여 회전형 역 진자 시스템의 최적 Fuzzy 제어기 설계를 제안한다. 탐색 공간이 크거나 복잡한 최적해 탐색문제에 대해 조기 수렴 문제를 내제하고 있는 기존의 유전자 알고리즘의 해결방안으로 병렬 유전자 알고리즘이 개발되었으며, HFCGA는 병렬 유전자 알고리즘의 한 구조이다. 본 논문에서는 회전형 역 진자 시스템에 대해 LQR 제어기와 유사한 형태의 Fuzzy 제어기를 구성하고, HFCGA를 이용하여 최적의 제어기 파라미터들을 구한다. 그리고 시뮬레이션 및 실제 공정에 적용하여 LQR 제어기와 설계된 제어기의 성능을 평가한다.

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Design of A Remote Device Control System Using Reinforcement Learning in Software Defined Networks (소프트웨어 정의 네트워크에서 강화학습을 활용한 원격 디바이스 제어 시스템 설계)

  • Lim, Hyun-Kyo;Kim, Ju-Bong;Kim, Min-Suk;Hong, Yong-Geun;Han, Youn-Hee
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2018.10a
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    • pp.139-142
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    • 2018
  • 최근, Industry과 IoT 기기의 보급으로 인하여 수많은 센서와 액추에이터, 모바일 기기 등이 Cyber-Physical System을 통해 네트워크와 연결되며, 더 효율적인 시스템을 요규한다. 이를 위하여, EdgeX와 SDN을 활용하여 빠르고 효율적인 네트워크 서비스를 제공한다. 따라서 본 논문에서는 CPS 기반의 Reinforcement Learning을 활용한 Rotary Inverted Pendulum System을 통해 실시간으로 빠르고 안전한 네트워크 서비스를 제공할 수 CPS 아키텍처를 구현한다.

A Study on an Adaptive Membership Function for Fuzzy Inference System

  • Bang, Eun-Oh;Chae, Myong-Gi;Lee, Snag-Bae;Tack, Han-Ho;Kim, Il
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.532-538
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    • 1998
  • In this paper, a new adaptive fuzzy inference method using neural network based fuzzy reasoning is proposed to make a fuzzy logic control system more adaptive and more effective. In most cases, the design of a fuzzy inference system rely on the method in which an expert or a skilled human operator would operate in that special domain. However, if he has not expert knowledge for any nonlinear environment, it is difficult to control in order to optimize. Thus, using the proposed adaptive structure for the fuzzy reasoning system can controled more adaptive and more effective in nonlinear environment for changing input membership functions and output membership functions. The proposed fuzzy inference algorithm is called adaptive neuro-fuzzy control(ANFC). ANFC can adapt a proper membership function for nonlinear plant, based upon a minimum number of rules and an initial approximate membership function. Nonlinear function approximation and rotary inverted pendulum control system ar employed to demonstrate the viability of the proposed ANFC.

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