Human postural responses appeared to have stereotyped modality, such as ankle mode, knee mode and hip mode in response to various perturbations. We examined whether human postural control gain of full-state feedback could be decoupled along with the eigenvector. To verify the model, postural responses subjected to fast backward perturbation were used. Upright posture was modeled as 3-segment inverted pendulum incorporated with feedback control, and joint torques were calculated using inverse dynamics. Postural modalities such as ankle, knee and hip mode were obtained from eigenvectors of biomechanical model. As oppose to the full-state feedback control, independent eigenvector control assumes that modal control input is determined by the linear combination of corresponding modality. We used optimization method to obtain and compare the feedback gains for both independent eigenvector control and full-state feedback control. As a result, we found that simulation result of eigenvector feedback was not competitive in comparison with that of full-state feedback control. This implies that the CNS would make use of full-state body information to generate compensative joint torques.
This paper intends to compare and illustrate the feedback effects of the state feedback scheme to a positional control system by the use of the state observer. As a case study, the dynamic properties of a proposed positional control system lie derived, first, and the design of an optimal state feedback control system by the actual states is intended as a primary case study. For the illustration of the feedback effects with the asymptotic state observer, unobservability of some state variables are assumed and an optimal state feedback design is carried by using the estimated states which is reconstructed through the observer. That is, when some of the states of the system to be controlled are not avalable, an observer is constructed to estimate the unaccessable states. Adigital computer is used for the comparative study of the feedback effects in both cases. The resultant response of the proposed system have shown quite reasonable satisfaction oncontrol quality.
International Journal of Control, Automation, and Systems
/
제4권5호
/
pp.653-659
/
2006
The design of $H_2$-optimal control with regional pole assignment via state feedback in linear time-invariant systems is investigated. The aim is to find a state feedback controller such that the closed-loop system has the desired eigenvalues lying in some desired stable regions and attenuates the disturbance between the output vector and the disturbance vector. Based on a proposed result of parametric eigenstructure assignment via state feedback in linear systems, the considered $H_2$-optimal control problem is changed into a minimization problem with certain constraints, and a simple and effective algorithm is proposed for this considered problem. A numerical example and its simulation results show the simplicity and effectiveness of this proposed algorithm.
For feedback control of a linear dynamic system the optimum linear slace regulator (OLSR) can be implemented only if all state are available for feedback. This work demonstrates that when only the output state is available for feedback, a nonlinear controllers can be improved performance over that obtained by a proportional controller. This paper found the optimal control law by well-known dynamic programming and principles of optimality. Thus, performance of both proportional and nonlinear controllers is compared with performance of optimum linear state regulator.
In this paper, we propose a control algorithm for two-wheel mobile robot that can move the rider to his or her command and autonomously keep its balance. The control algorithm is based on a mixed $H_2/H_{\infty}$ control scheme. In this control problem the main issue is to move the rider while keeping its balance in the presence of disturbances and parameter uncertainties. The disturbance force caused by uneven road surfaces and the uncertainty due to different rider's heights are considered. To this end we first consider a state feedback controller as a basic framework. Secondly, we obtain the state feedback gain $K_2$ minimizing the $H_2$ norm and the state feedback gain $K_{\infty}$ minimizing the $H_{\infty}$ norm over the whole range of parameter uncertainty. Finally, we select mixed $H_2$/$H_{\infty}$ state feedback controller K as the geometric mean of $K_2$ and $K_{\infty}$. Simulation results show that the mixed $H_2/H_{\infty}$ state feedback controller combines the effects of the optimal $H_2$ state feedback controller and robust $H_{\infty}$ controller state feedback controller efficiently in the presence of disturbance and parameter uncertainty.
In this paper, a hybrid PD-servo state feedback control algorithm for swing up inverted pendulum system is proposed. It consists of two parts. The first part is the PD position control for swinging up the pendulum from the natural pendent position to around the upright position and the second part is the servo state feedback control for stabilizing the inverted pendulum in upright position. The first controller is PD controller and it is tuned to control the position of the pendulum by moving the cart back and forth until the pendulum swings up around the upright position. Then the second controller will be switched to stabilize the inverted pendulum in its upright position. The controller in this stage is the servo state feedback controller designed by pole placement. Experimental results of PD type swinging up control system, of stabilizing servo state feedback control system and of the proposed hybrid PD-servo state feedback control system to swing up and stabilize inverted pendulum show that the proposed method is effective and reliable for actual implementation while it is simple.
This paper presents the method of determining state feedback gains of XPTOS for disk drive servomechanism based BESSEL filter prototype. A typical disk drive actuator can be modeled as second order dynamics for low frequencies. However, the response at higher frequencies shows resonant behavior which cannot be easily modeled. XPTOS consists of the nonlinear control region and the linear control region. In the linear control region, the poles of a second order nominal model of plant must be properly relocated by pole placement technique to attenuate resonant modes at high frequency and to attain minimum time state transition. It is difficult to select position to satisfy this object because velocity feedback gain is subjected to position feedback gain in XPTOS. Here poles of BESSEL filter prototype are selected to determine state feedback gains of XPTOS. Simulation results for disk drive servomechanism using XPTOS having state feedback gains by the proposed method are presented.
A new optimal state feedback and disturbance feedforward control design in the sense of minimizing $L_{2}-gain$ from disturbance to control output is proposed for disturbance attenuation of systems with bounded control input and measurable disturbance. The controller is derived in the framework of linear matrix inequality(LMI) optimization. A gain scheduled state feedback and disturbance feedforward control design is also suggested to improve disturbance attenuation performance. The control gains are scheduled according to the proximity to the origin of the state of the plant and the magnitude of disturbance. This procedure yields a stable linear time varying control structure that allows higher gain and hence higher performance controller as the state and the disturbance move closer to the origin. The main results give sufficient conditions for the satisfaction of a parameter-dependent performance measure, without violating the bounded control input condition.
A new optimal state feedback and disturbance feedforward control design in the sense of minimizing $L_2$-gain from disturbance to control output is proposed for disturbance attenuation of systems with bounded control input and measurable disturbance. The controller is derived in the framework of linear matrix inequality(LMI) optimization. A gain scheduled state feedback and disturbance feedforward control design is also suggested to improve disturbance attenuation performance. The control gains are scheduled according to the proximity to the origin of the state of the plant and the magnitude of disturbance. This procedure yields a stable linear time varying control structure that allows higher gain and hence higher performance controller as the state and the disturbance move closer to the origin. The main results give sufficient conditions for the satisfaction of a parameter-dependent performance measure, without violating the bounded control input condition.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
/
제22권4호
/
pp.498-504
/
1998
This paper presents an optimal control algorithm for the overhead crane. To control the swing motion and the position tracking of the payload of the overhead crane a state feedback control algorithm is applied. by using a hybrid genetic algorithm the feedback gains of the state feedback is optimized to minimize the cost function composed of position errors and payload swing angle under unknown constant disturbances. Computer simulation is performed to demonstrate the effectiveness of the proposed control algorithm.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.