• 제목/요약/키워드: a multivariable nonlinear system

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직접 다변수 뉴로 일반화 최소분산 자기동조 제어기의 설계 (Design of a direct multivariable neuro-generalised minimum variance self-tuning controller)

  • 조원철;이인수
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제41권4호
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    • pp.21-28
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    • 2004
  • 본 논문에서는 다변수 비선형 시스템에 적응할 수 있는 신경회로망을 이용한 직접 다변수 자기동조 제어기를 제안한다. 제어기에 적용되는 플랜트는 고차이고 잡음, 시간지연과 상호결합 항이 존재하며 파라미터가 변하는 다변수 비선형 비최소위상 시스템이다. 비선형성은 전체적인 유계라 가정하며, 시스템은 선형부분과 비선형부분으로 분리한 형태로 구성한다. 다변수 비선형 자기동조 제어기의 제어 출력은 신경회로망으로 직접 추정된 제어기 파라미터로부터 얻어진다. 제어 알고리듬의 타당성을 확인하기 위해 시간지연이 있고 일정한 시간이 경과한 후 시스템의 파라미터가 변하는 고차 다변수 비선형 비최소위상 시스템에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다. 그리고 신경회로망을 이용한 직접 다변수 적응 제어기와 비교하였다.

신경회로망 기반 비선형 다변수 자기동조 PID 제어기의 설계 (Design of a nonlinear Multivariable Self-Tuning PID Controller based on neural network)

  • 조원철
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제44권6호
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    • pp.1-10
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    • 2007
  • 본 논문에서는 비선형 다변수 시스템에 적응할 수 있는 신경회로망을 이용한 PID 구조를 갖는 직접 다변수 자기동조 제어기를 제안한다. 제어기에 적용되는 플랜트는 잡음, 시간지연과 상호결합항이 존재하며 파라미터가 변하는 비선형 다변수 시스템이다. 비선형 다변수 시스템은 선형부분과 비선형부분으로 분리한 형태로 구성되며, 선형제어기는 외부환경 변화에 적응할 수 있는 PID 제어기 특성을 가진 자기동조 PID 제어기 이다. 선형부분의 제어기 파라미터는 순환최소자승법으로 직접 추정하고 비선형 부분의 파라미터는 신경회로망으로 추정한다. 그리고 각 부분에서 추정한 파라미터를 합한 후 비선형 다변수 일반화 자기동조 제어기의 제어법칙에 적용한다. 제어 알고리듬의 타당성을 확인하기 위해 시간 지연이 있고 일정한 시간이 경과한 후 시스템의 파라미터가 변하는 비선형 다변수 시스템에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다. 또한 기존의 신경회로망을 이용한 직접 다변수 적응 제어기에 비해 효과적이다.

퍼지논리를 이용한 로봇 매니퓰레이터의 다변수제어 (Multivariable control of robot manipulators using fuzzy logic)

  • 이현철;한상완;홍석교
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.490-493
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    • 1996
  • This paper presents a control scheme for the motion of a 2 DOF robot manipulator. Robot manipulators are multivariable nonlinear systems. Fuzzy logic is avaliable human-like control without complex mathematical operation and is suitable to nonlinear system control. In this paper, Implementation of fuzzy logic control of robotic manipulators shows. Algorithm has been performed with simulation packages MATRIXx and SystemBuild.

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다변수 슬라이딩 모드 제어에 의한 부정합조건 불확실성을 갖는 다입출력 비선형 시스템의 강인그로벌 지수 안정화 (A Robust Global Exponential Stabilization of Uncertain Affine MIMO Nonlinear Systems with Mismatched Uncertainties by Multivariable Sliding Mode Control)

  • 이정훈
    • 전기학회논문지
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    • 제60권9호
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    • pp.1754-1760
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    • 2011
  • In this paper, a systematic design of a robust nonlinear multivariable variable structure controller based on state dependent nonlinear form is presented for the control of MIMO uncertain affine nonlinear systems with mismatched uncertainties and matched disturbance. After a MIMO uncertain affine nonlinear system is represented in the form of state dependent nonlinear system, a systematic design of a robust nonlinear variable structure controller is presented. To be linear in the closed loop resultant dynamics, the linear sliding surface is applied. A corresponding diagonalized control input is proposed to satisfy the closed loop global exponential stability and the existence condition of the sliding mode on the linear sliding surface, which will be investigated in Theorem 1. Through a design example and simulation study, the usefulness of the proposed controller is verified.

비선형 다변수 발사대의 위치 제어시스템 설계 (Design of the Position Control System for a Nonlinear Multivariable Launcher)

  • 김종식;힌성익;심우전
    • 한국정밀공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.154-166
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    • 1992
  • A kinematic nonlinear multivariable launcher is modeled of which the azimuth and elevation axes are drived simultaneously and position control systems are designed for this system by the PD and LQG/LTR control methods. Also, the suitable command input fonction is suggested for the desired command following performance and the two control systems with disturbances and load variation are evaluated for the entire operating range by computer simulation. It is found that the two linear controllers can be used for the kinematic nonlinear multivariable launcher in the entire operating range and LQG/LTR controller is more effective for disturbance rejection.

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비선형 다변수 발사대의 LQG/LTR 제어기 설계

  • 김종식;한성익;김용목;남세규
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.133-142
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    • 1992
  • A kineamatic nonlinear multivariable laundher is modeled of which the azimoth and elevation axes are drived simultaneously and SISO and MIMO LQG/LTR controllers are designed and evaluated for this system. Also, the suitable command input function is suggested for the desired command following performance and the LQG/LTR control system with disturbances and load variation is evaluated for the entire operating range by computer simulation. It is found that the linear SISO LQG/LTR controller can be used for the kinematic nonlinear multivariable launder in the entire operating range and is effective for disturbance rejection and load variation.

사역대를 갖는 수중운동체의 다변수 QLQG/LTR 심도제어 (Multivariable QLQC/LTR depth control of underwater vehicles with deadzone)

  • 한성익;김종식;최중락
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.179-184
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    • 1993
  • In general, for underwater vehicles in low speed, depthkeeping operations are carried out by using the variation of the weight in the seaway tank. The depthkeeping control of underwater vehicles is difficult because of the deadzone effect in the flow rate control valve. In this paper, the nonlinear multivariable QLQG/LTR control system using a seaway tank and bow planes is synthesized in order to improve the performance of the depth control system. The computer simulation results show the multivariable QLQG/LTR control system has good depth control performance under the deadzone effect.

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QLQG/$H_{\infty}$ 제어를 이용한 다변수 하드비선형 제어기 설계 (Design of the multivariable hard nonlinear controller using QLQG/$H_{\infty}$ control)

  • 한성익;김종식
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.81-84
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    • 1996
  • We propose the robust nonlinear controller design methodology, the $H_{\infty}$ constrained quasi - linear quadratic Gaussian control (QLQG/ $H_{\infty}$), for the statistically-linearized multivariable system with hard nonlinearties such as Coulomb friction, deadzone, etc. The $H_{\infty}$ performance constraint is involved in the optimization process by replacing the covariance Lyapunov equation with the Riccati equation whose solution leads to an upper bound of the QLQG performance. Because of the system's nonlinearity, however, one equation among three Riccati equations contain the nonlinear correction terms that are very difficult to solve numerically. To treat this problem, we use simple algebraic techniques. With some analytic transformation for Riccati equations, the nonlinear correction terms can be so eliminated that the set of a linear controller to the different operating points are designed. Synthesizing these via inverse random input describing function (IRIDF) technique, the final nonlinear controller can be designed.

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보일러 터빈 시스템의 견실성에 관한연구 (A study on the robust control of the boiler-turbine)

  • 이시곤;김은기;권욱현
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1988년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 한국전력공사연수원, 서울; 21-22 Oct. 1988
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    • pp.192-196
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    • 1988
  • This paper presents a feasibility study related to the design of a linear multivariable compensator for a model of boiler-turbine system. The nonlinear dynamics are linearized at a operating condition. At the operating point an LQG/LTR compensator is designed. Simulations are included to illustrate the usefulness of this linear multivariable control law.

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구조화된 불확실성을 갖는 하드 비선형 시스템에 대한 강인한 다변수 비선형 제어 (Robust Nonlinear Multivariable Control for the Hard Nonlinear System with Structured Uncertainty)

  • 한성익;김종식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권12호
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    • pp.128-141
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    • 1998
  • We propose the robust nonlinear controller design methodology for the multivariable system which has hard nonlinearities (Coulomb friction, dead-zone, etc) and the structured real parameter uncertainty. The hard nonlinearity can be linearized by the RIDF technique and structured real parameter uncertainty can be modelled as the sense of Peterson-Hollot's quadratic Lyapunov bound. For this system, we apply the robust QLQG/H$_{\infty}$ control and then can obtain four Riccati equations. Because of the system's nonlinearity, however, one Riccati equation contains the nonlinear correction term that is very difficult to solve numerically, In order to treat this problem, using some transformations to Riccati equations, the nonlinear correction term can be eliminated. Then, only two Riccati equations need to design a controller. Finally, the robust nonlinear controller is synthesized via IRIDF techniques. To test this proposed control method, we consider the direct-drive robot manipulator system that has Coulomb frictions and varying inertia.

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