The most effective way to improve the performance of a fuzzy controller may be to optimize look-up values. Look-up values are derived from processes used input-output scale factors, membership functions, rule base, fuzzy inference method and defuzzification. It is powerful way to modify or organize look-up table values. In this paper, We propose the look-up values self-organizing fuzzy controller(LSOFC). We use the plus-minus tuning method(PMTM), scanning values through the processes of addition and subtraction. We show the efficiency of this LSOFC by the results of simulation for nonlinear time-varying plant with unmodelled dynamics.
This paper proposes a variable structure position controller for an induction motor(IM) which uses a reaching law and an integral compensating nonlinear switching function. With the reaching law, reaching mode can be established quantitatively during transient state so that dynamic control performance is improved. With the integral compensating nonlinear switching function, both very low overshoot and high steady state control accuracy can be obtained by compensating the states chattering problem due to the unmodelled dynamics of inverter and feedback sensors. For experiment a digital servo driver which consists of a DSP and an IPM inverter was developed. With the various experimental results, IM position control performance was verified.
In this paper, a fuzzy adaptive controller is proposed for the process with large delay time and unmodelled dynamics. The fuzzy adaptive controller consists of self tuning controller and fuzzy tuning part. The self tuning controller is designed with the continuous time GMV (generalized minimum variance) using emulator and weighted least square method. It is realized by the hybrid method. The controller has robust characteristics by adapting the inference rule in design parameters. The inference processing is tuned according to the operating point of the process having the nonlinear characteristics considering the practical application. We review the characteristics of the fuzzy adaptive controller through the simulation. The controller is applied to practical electric furnace. As a result, the fuzzy adaptive controller shows the better characteristics than the simple numeric self tuning controller and the PI controller.
This paper deals with the fault detection problem in uncertain linear/non-linear systems having both undermodelling and noise. A robust fault detection method is presented which accounts for the effects of noise, model mismatch and nonlinearities. The basic idea is to embed the unmodelled dynamics in a stochastic process and to use the nominal model with a predetermined fixed denominator. This allows the input /output relationship to be represented as a linear function of the system parameters and also facilitate the quatification of the effect of noise, model mismatch and linearization errors on parameter estimation by the Bayesian method. Comparisons are made via simulations with traditional fault detection methods which do not account for model mismatch or linearization errors. The new method suggested in this paper is shown to have a marked improvement over traditional methods on a number of simulations, which is a consequence of the fact that the new method explicitly for the effects of undermodelling and linearization errors.
천정주행 크레인의 고속 권상작업 및 흔들림 억제 궤적추종을 위한 비선형 적응제어 방법을 제시한다. 천정주행 크레인의 흔들림 운동은 트롤리의 가속도. 권상로프의 길이 및 권상속도와 강하게 결합되어 있다. 이는 비간섭 제어 기반의 흔들림 억제 궤적추종 제어법칙을 설계하는데 있어 장애요인으로 작용한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 트롤리의 가속도와 권상속도의 영향을 최소화하는 방법으로 불확실성이 존재하는 경우에도 흔들림 운동의 궁극적 균일 유계성을 보장하는 퍼지 비선형 적응형 흔들림 억제 궤적추종제어법칙을 제안한다. 특히, 제안한 방법은 파라미터 변화. 외란 등을 포함한 시스템 불확실성을 퍼지 불확실성 관측기를 이용하여 보상한다. 따라서, 퍼지관측기의 근사화 오차가 영으로 수렴할 때 추종오차 및 흔들림 각도의 궁극적 한계치는 영으로 감소한다. 끝으로 제안한 방법의 성능검증을 위한 모의실험 견과를 제시한다.
Tavakoli Mahdi;Taghirad Hamid D.;Abrishamchian Mehdi
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제3권3호
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pp.387-396
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2005
The Rotational/Translational Actuator (RTAC) benchmark problem considers a fourth-order dynamical system involving the nonlinear interaction of a translational oscillator and an eccentric rotational proof mass. This problem has been posed to investigate the utility of a rotational actuator for stabilizing translational motion. In order to experimentally implement any of the model-based controllers proposed in the literature, the values of model parameters are required which are generally difficult to determine rigorously. In this paper, an approach to the least-squares estimation of the parameters of a system is formulated and practically applied to the RTAC system. On the other hand, this paper shows how to model a nonlinear system as a linear uncertain system via nonparametric system identification, in order to provide the information required for linear robust $H_\infty$ control design. This method is also applied to the RTAC system, which demonstrates severe nonlinearities, due to the coupling from the rotational motion to the translational motion. Experimental results confirm that this approach can effectively condense the whole nonlinearities, uncertainties, and disturbances within the system into a favorable perturbation block.
Many articles have been published about a 2-degree of freedom model that includes the lateral and yaw motions for controller synthesis in intelligent transport system applications. In this paper, a 3-degree of freedom linear model that includes the roll motion is developed to design a robust steering controller for lane following maneuvers using ${\mu}$-synthesis. This linear perturbed system includes a set of parametric uncertainties in cornering stiffness and unmodelled dynamics in steering actuators. The state-space model with parametric uncertainties is represented in linear fractional transformation form. Design purpose can be obtained by properly choosing the frequency dependent weighting functions. The objective of this study is to keep the tracking error and steering input energy small in the presence of variations of the cornering stiffness coefficients. Furthermore, good ride quality has to be achieved against these uncertainties. Frequency-domain analyses and time-domain numerical simulations are carried out in order to evaluate these performance specifications of a given vehicle system. Finally, the simulation results indicate that the proposed robust controller achieves good performance over a wide range of uncertainty for the given maneuvers.
가변구조 제어기는 이론적으로 빠른 응답특성을 가지며 오버슈트가 없고 외란이나 파라미터 변동에 강인한 제어기로 알려져왔다. 그러나 가변구조 제어기는 모델링과정에서 무시된 플랜트의 고주파 동특성을 여기할 수 있고, 또 시스템을 구성하는 소자들에 손상을 줄 수 있는 채터링현상이 발생하기 때문에 산업현장에서 널리 적용되지 못하고 있다. 본 논문에서는 채터링을 저감시키기 위한 개선된 가변구조 제어기를 제안하고 유도전동기의 위치제어에 적용한다. 기존의 가변구조 제어기는 한 개의 스위칭면을 중심으로 고주파 스위칭을 행하여 시스템의 구조를 절환한 반면에, 개선된 가변구조 제어기는 한 개의 면 대신 슬라이딩 영역을 이루기 위해 두 개의 스위칭면을 가지며 이 영역 내에서 저주파 스위칭으로써 시스템 구조를 절환하게 된다. 그러므로 제안된 알고리즘은 기존의 가변구조 제어기가 가지는 빠른 응답성이나 강인성을 유지하면서 고주파 채터링을 저감시키는 특징을 가지며 전동기정수 변동에도 양호하게 동작하고 있다. 제안하는 제어기의 타탕성을 확인하기 위해 실험을 행하였다.
본 논문에서는 연세대학교 천문우주학과 우주비행제어연구실에서 개발 중인 인공위성 편대비행 테스트베드에 대한 예비 성능분석 결과를 제시하였다. 동역학 모델에 포함되지 않은 동특성과 측정 잡음 등에 의한 불확실성의 영향을 받는 반작용 휠의 응답 성능을 향상시키기 위하여 간단한 1차 선형시스템을 기준 모델로 하는 적응제어기를 설계하였다. 또한 자세 측정값에 잡음이 포함된 환경에서도 원활한 제어를 수행하기 위해 최소제곱법 기반의 실시간 파라미터 추정기법을 이용하여 관성모멘트를 추정하였다. 수치 시뮬레이션과 하드웨어 실험을 통해 설계된 모델 기준 적응제어기의 적합성과 향후 적용가능성을 검토하였고, 전 시간에 걸친 자세 추적오차가 $0.25^{\circ}$ 이내에 머무는 것을 확인하였다. 하지만 하드웨어 실험을 통해 드러난 제어 입력에 대한 데드존의 영향을 줄이기 위해서는 인공위성 시뮬레이터의 설계 변경이 필요하다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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