• 대한기계학회논문집A
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• 제33권9호
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• pp.922-929
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• 2009

This paper deals with the State-Dependent Riccati Equation (SDRE) Technique for the design of helicopter nonlinear waypoint guidance controller. To generate the flight guidance through multiple waypoints, we use the trigonometric spline. The controller design and its validation is based upon a level 2 simulation helicopter model and the designed SDRE controller is applied to the trajectory tracking problems. To validate the designed SDRE controller, the simulation environment of high fidelity helicopter model is developed using three independent computers. This paper focuses on the validation the present SDRE controller through the helicopter waypoint guidance simulation.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.172.2-172
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• 2001

We introduce a new stable feedback controller eventually converges to a conventional SDRE(State Dependent Riccati Equation) based optimal (suboptimal) controller. On conventional SDRE, the optimal control input should be obtained by backward integration of the SDRE at each control point. The proposed controller is given by direct forward integration of a proposed SDRE. This fact enables fast computation and easy implementation. On concerning a state dependent system, the proposed controller may be a candidate to the conventional SDRE based optimal controller if the system is slow varying with states. Though the controller is fast and easy to implement it is not able to cope with a fast varying system. We introduce an optimality index, which indicates how far the proposed controller is deviated from the solution of the convectional SDRE. If the index escapes a ...

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.1086-1089
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• 2012

We propose a near optimal controller design method for ramp metering based on SDRE (State Dependent Riccati Equation) approach. We parameterize the optimal nonlinear controller in terms of the solution matrices of an SDRE. We also give a simple algorithm to obtain the controller gain. Finally we give numerical results to show the effectiveness of the proposed near optimal traffic controller design method.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권12호
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• pp.1152-1162
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• 2008

본 논문은 헬리콥터 비선형 제어기 설계를 위한 State-Dependent Riccati Equation (SDRE) 기법을 다루었다. SDRE 제어기법은 비선형 운동방정식에 대해 선형 시스템과 같은 구조를 갖는 방정식을 필요하기 때문에 State-Dependent Coefficient (SDC) factorization 기법을 개발하여 비선형 운동방정식으로부터 이러한 구조의 방정식을 유도하였다. SDRE제어기를 온라인상에서 설계하는데 필요한 대수 Riccati 방정식의 효율적인 수치해법을 연구하였다. 본 연구에서 제안된 수치기법을 헬리콥터의 경로추종문제로 적용하였으며, 고 신뢰도의 헬리콥터 수학적 모델을 적용하여 실시간으로 SDRE 제어기를 설계할 수 있는 방안을 제안하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.1037-1043
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• 2011

Two-wheeled balancing mobile robots are currently controlled in terms of linear control methods without considering the nonlinear dynamical characteristics. However, in the high maneuvering situations such as fast turn and abrupt start and stop, such neglected terms become dominant and greatly influence the overall driving performance. This paper addresses the SDRE nonlinear optimal control method to take advantage of the exact nonlinear dynamics of the balancing robot. Simulation results indicate that the SDRE control outperforms LQR in the respect of transient performance and required wheel torques. A design example is suggested for the state matrix that provides design flexibility in the SDRE control. It is shown that a well-planned state matrix by reflecting the physics of a balancing robot greatly contributes to the driving performance and stability.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.533-536
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• 2014

In this paper, a near optimal decentralized observer-controller design method is proposed for ramp metering systems based on SDRE (State Dependent Riccati Equation) approach. The optimal nonlinear observer gain is parameterized in terms of the solution matrix of an SDRE. This paper gives a simple algorithm to compute the near optimal observer gain. The optimal control design problem is also considered. Finally, numerical simulation results are given to illuminate the effectiveness and practicality of the proposed design method.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제10권2호
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• pp.12-22
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• 2009

This paper deals with the State-Dependent Riccati Equation (SDRE) Technique for the design of rotorcraft waypoint guidance. To generate the flight trajectory through multiple waypoints, we use the trigonometric spline. The controller design and its validation is based upon a level 2 simulation rotorcraft model and the designed SDRE controller is applied to the trajectory tracking problems. To verify the designed guidance law, the simulation environment of high fidelity rotorcraft model is developed using three independent PCs. This paper focuses on the validation of rotorcraft waypoint guidance law which is designed by using SDRE Controller.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.28-33
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• 2015

In this paper, we propose a near optimal controller design method for permanent magnet synchronous generators (PMSGs) of MW-class direct-driven wind turbine systems based on SDRE (State Dependent Riccati Equation) approach. Using the solution matrix of an SDRE, we parameterize the optimal controller gain. We present a simple algorithm to compute the near optimal controller gain. The proposed optimal controller can enable PMSGs to precisely track the reference speed determined by the MPPT algorithm. Finally, numerical simulation results are given to verify the effectiveness of the proposed optimal controller.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.31.2-31.2
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• 2010

편대비행 위성이 공동의 임무를 수행하기 위해서는 편대를 이루는 위성의 각기 다른 초기 오차와 다양한 외란 환경에서도 자세 동기화를 이룰 수 있는 기법이 필요하다. 이 연구에서는 편대비행위성의 자세 동기화를 위하여 비선형 시스템에 대한 준최적 제어기법인 SDRE(State-Dependent Riccati Equation)에 기반한 추적 제어기가 사용되었다. 반작용 휠이 포함된 위성의 자세 동역학이 SDRE 추적 제어기를 구성하는데 이용된다. 이를 Leader/Follower 편대비행 시스템에 적용하며, 기준 자세를 추적하는 Leader 위성의 자세를 Follower 위성이 추적하여 자세 동기화를 이룰 수 있다. MATLAB과 SIMULINK를 이용한 수치해석적 시뮬레이션으로 추적 제어기의 성능을 검증하였으며, 이에 대한 실시간 HIL(Hardware-In-the-Loop) 시뮬레이션이 수행되었다. 무중력 환경을 모사하는 에어베어링시스템과 세 개의 반작용 휠을 장착한 자세제어 HILS(Hardware-In-the-Loop Simulator)는 PC104 타입의 임베디드 컴퓨터에서 SIMULINK의 xPC Target을 이용한 실시간 시뮬레이션 환경을 제공하며, 이에 적용되는 SDRE 추적 제어기는 이산화되어 설계되었다. 또한 SDRE 추적 제어기에 대한 안정성을 보장하는 영역이 추정되어 위 추적 제어기가 위성 편대비행에 적합한 자세 동기화 기법임을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.284-290
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• 2013

위성의 각속도를 추정하고 반작용 휠의 고장을 검출하기 위하여 비선형 미지입력 관측기를 제안하였다. 위성의 각속도 추정을 위해서 입력 값을 필요로 하는데, 구동기에 고장이 발생하는 경우에 정확한 각속도 추정이 어렵다. 미지입력 관측기는 미지의 고장에 영향을 받지 않으면서 상태추정이 가능하다. 본 논문에서는 SDRE 기법을 적용하여 비선형 미지입력 관측기를 설계하였고, 시뮬레이션을 이용하여 제안한 방법을 검증하였다. 다양한 형태로 동시에 고장이 발생하더라도, 각속도 추정 및 고장 검출이 가능하였다.