This paper deals with the problem of the global stabilization for a class of tension leg platform (TLP) nonlinear control systems. It is well known that, in general, the global asymptotic stability of the TLP subsystems does not imply the global asymptotic stability of the composite closed-loop system. Finding system parameters for stabilizing the control system is also an issue need to be concerned. In this paper, we give additional sufficient conditions for the global stabilization of a TLP nonlinear system. In particular, we consider a class of NN based Takagi-Sugeno (TS) fuzzy TLP systems. Using the so-called parallel distributed compensation (PDC) controller, we prove that this class of systems can be globally asymptotically stable. The proper design of system parameters are found by a swarm intelligence algorithm called Evolved Bat Algorithm (EBA). An illustrative example is given to show the applicability of the main result.
This paper addresses the analysis and design of fuzzy control systems for a class of complex nonlinear systems. Firstly, the nonlinear system is represented by Takagi-Sugeno(TS) fuzzy model and the global controller is constructed by compensating each linear model in the rule of TS fuzzy model. The design of conventional TS fuzzy-model-based controller is composed of two processes. One is to determine the static state feedback gain of each local model and the other is to validate the stability of the designed fuzzy controller. In this paper, we propose an alternative methods for the design of TS fuzzy-model-based controller. The design scheme is based on the extension of conventional optimal control theory to the design of TS fuzzy-model-based controller. By using the proposed method, the design and stability analysis of the TS fuzzy model-based controller is reduced to the problem of finding the solution of a set of algebraic Riccati equations. And we use the recently developed interior point method to find the solution of AREs, where AREs are recast as the LMI formulation. A numerical simulation example is given to show the effectiveness and feasibiltiy of the proposed fuzzy controller design method.
To improve the performance of sensorless induction motor (IM) drives, a novel speed estimation method based on the real-time adaptive extended Kalman filter (RAEKF) is proposed in this paper. In this algorithm, the fuzzy factor is introduced to tune the measurement covariance matrix online by the degree of mismatch between the actual innovation and the theoretical. Simultaneously, the fuzzy factor can be continuously self-tuned tuned by the fuzzy logic reasoning system based on Takagi-Sugeno (T-S) model. Therefore, the proposed method improves the model adaptability to the actual systems and the environmental variations, and reduces the speed estimation error. Furthermore, a simple exponential function based on the fuzzy theory is used to reduce the computational burden, and the real-time performance of the system is improved. The correctness and the effectiveness of the proposed method are verified by the simulation and experimental results.
본 논문에서는 비선형 시스템에 대하여 Takagi-sugeno(T-S) 퍼지 Identification을 이용하여 유도전동기의 비선형 다변수 시스템을 선형화 할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. T-S 퍼지 모델의 선형화는 퍼지 규칙들 및 소속 함수들의 산술적인 계산으로 인해 선형화가 쉽지 않다. 그러므로 T-S 퍼지 Identification을 이용하여 퍼지 규칙 및 소속함수들의 추정을 통해 높은 정확도를 가지는 선형 모델로 제공한다.
Active Noise control(ANC) is rapidly becoming the most effective way to reduce noises that can otherwise be very difficult and expensive to control. This research presents ANFIS (Adaptive Network Fuzzy Inference System) controller for adaptively noise cancelling in a duct. ANC system generates secondary control sound pressure with same amplitude and with opposite phase as noise to be eliminated. ANFIS controller is trained to optimize its parameters for adaptively cancelling noise. That is ANFIS train its parameters by gradient descent and LSE method so called hybrid method. This paper present ANFIS in active noise control which provides an improvement convergence speed and limitation of linearity condition. It can model nonlinear functions of arbitrary complexity and ANFIS can construct an input-ouput mapping based on both human knowledge in the form of Takagi and Sugeno's fuzzy if-then rules and stipulated input-output data pairs. This paper also shows that the proposed ANFIS active noise control system successfully cancelled noise.
비선형성이 강한 컨테이너 크레인은 작업 시에 호이스트 와이어로프의 길이와 화물의 질량 변화로 인해 더욱 복잡한 동역학적 특성을 나타낸다. 이 같은 복잡한 비선형시스템을 다루기 위해 퍼지로직이 종종 사용되는데, 특히 각 퍼지 규칙의 결론부를 상태 방정식으로 표현하는 T-S 퍼지모델이 대표적인 방법이다. 본 논문에서는 T-S 퍼지모델을 이용하여 호이스트 와이어로프의 길이나, 화물의 질량이 변화하는 환경에서도 컨테이너 크레인의 동특성을 표현할 수 있는 퍼지모델을 얻는 방법을 제안한다. 이때, 퍼지모델의 소속함수 파라미터는 RCGA가 결합된 모델조정기법을 통해 최적으로 조정된다. 이렇게 구현한 퍼지모델과 컨테이너 크레인 비선형시스템의 개루프 응답을 비교하여 그 유효성을 확인한다.
This paper presents a TS (Takagi-Sugeno) type FLC (Fuzzy Logic Controller) with only 3 rules. The choice of parameters of FLC is very difficult job on design FLC controller. Therefore, the choice of appropriate linguistic variable is an important part of the design of fuzzy controller. However, since fuzzy controller is nonlinear, it is difficult to analyze mathematically the affection of the linguistic variable. So this choice is depend on the expert's experience and trial and error method. In the design of the system, we use a variety of response characteristics like stability, rising time, overshoot, settling time, steady-state error. In particular, it is important for a stable system design to predict the steady-state error because the system's steady-state response of the system is related to the overall quality. In this paper, we propose the method to choose the consequence linear equation's parameter of T-S type FLC in the view of steady-state error. The parameters of consequence linear equations of FLC are tuned according to the system error that is the input of FLC. The full equation of T-S type FLC is presented and using this equation, the relation between output and parameters can represented. As well as the FLC parameters of consequence linear equations affect the stability of the system, it also affects the steady-state error. In this study, The system according to the parameter of consequence linear equations of FLC predict the steady-state error and the method to remove the system's steady-state error is proposed using the prediction error value. The simulation is carried out to determine the usefulness of the proposed method.
본 논문은 복합 상태 공간에서의 피지 기반 제어기를 이용한 지능형 디지털 재설계의 전 역적 접근 방안에 대해 제안하고자 한다. 이산화를 통한 제어기 설계에 있어서 불확실성이 포함된 실시간 비선형 시스템에 대해 보다 효율적이고 안정적인 접근을 위해 TS 퍼지 모델이 사용되었다. 그리고 전 역적 접근을 위한 방안으로서 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 후, 에러가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화하여 상태 접합을 이루고자 하였다. 또한 power series를 사용함으로써 불확실성이 조합된 비선형 시스템을 보다 더 정확하게 분석하였다. 샘플링 기간이 충분히 작다면, 불확실 비선형 시스템의 실시간 시스템으로의 전환이 충분한 이유를 가지게 된다. 전 역적 접근을 통한 디지털로 제어된 시스템은 선형 행렬 부등식 형태로 바꾸어 시스템의 안정성을 보장하고자 하였다. 마지막으로 TS 퍼지 모델로 분석된 혼돈 Lorenz System에 적용함으로써 제안된 방법의 안정성과 효율성을 보장받게 된다.
추천 시스템 또는 협업 필터링은 특정 사용자에게 잠재적으로 흥미가 있거나 가치가 있는 항목을 분류하는 방법이다. 유사한 성향을 갖는 사용자는 유사한 형태의 항목을 좋아하리라는 가정 하에, 이 방법은 사용자들의 성향에 관한 데이터베이스를 이용하여 아직 평가되지 못한 항목에 대한 평가값을 예측하는데 사용된다. 보통 추천하고자 하는 사람의 성향은 시간에 따라 변할 수 있고 이러한 시간적인 변화는 사용자 성향에 대한 분류 혹은 예측에 대한 정확성을 떨어뜨릴 수 있다. 본 논문에서는 협업 필터링 알고리즘의 예측 성능을 향상하기 위해서 사용자 성향의 시간적 변화를 이용한 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해 기존의 통계적 협업 필터링의 일반적인 형태인 GroupLens 시스템의 상관 가중치가 최근 사용자의 유사성을 반영하기 위해 변형되었다. 제안된 방법은 EachMovie 데이터셋을 이용해 평가하였고 GroupLens 시스템과 비교하여 더 나은 예측 결과를 보였다.
Many practical control problems for the complex, uncertain or large-scale plants, need to simultaneously achieve a number of objectives, which may conflict or compete with each other. If the conventional optimization methods are applied to solve these control problems, the solution process may be time-consuming and the resulting solution would ofter lose its original meaning of optimality. Nevertheless, the human operators usually performs satisfactory results based on their qualitative and heuristic knowledge. In this paper, we investigate the control strategies of the human operators, and propose a fuzzy model-based multi-objective satisfactory controller. We also apply it to the automatic train operation(ATO) system for the magnetically levitated vehicles(MAGLEV). One of the human operator's strategies is to predict the control result in order to find the meaningful solution. In this paper, Takagi-Sugeno fuzzy model is used to simulated the prediction procedure. Another str tegy is to evaluate the multiple objectives with respect to their own standards. To realize this strategy, we propose the concept of a satisfactory solution and a satisfactory control scheme. The MAGLEV train is a typical example of the uncertain, complex and large-scale plants. Moreover, the ATO system has to satisfy multiple objectives, such as seed pattern tracking, stop gap accuracy, safety and riding comfort. In this paper, the speed pattern tracking controller and the automatic stop controller of the ATO system is designed based on the proposed control scheme. The effectiveness of the ATO system based on the proposed scheme is shown by the experiments with a rotary test bed and a real MAGLEV train.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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