In this paper, an adaptive observer based upon the exponentially weighted least-square method is implemented in the design of a model reference adaptive controller for an unknown time-invariant discrete single-input single-output linear plant. The adaptive observer estimates the padrameter vectors and initial state vector. The control input is determined so that the output of the plant converges to the output of the stable model reference.
Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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제3권2호
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pp.117-123
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2001
To improve control performance of a non-linear system, many other reserches have used the sliding model control algorithm. The sliding mode controller is known to be robust against nonlinear and unmodeled dynamic terms. However, this algorithm raises the inherent chattering caused by excessive switching inputs around the sliding surface. Therefore, in order to solve the chattering problem and improve control performance, this study has developed the sliding mode controller with a perturbation estimator using the observer-based fuzzy adaptive network. The perturbation estimator based on the fuzzy adaptive network generates the control input of compensating unmodeled dynamics terms and disturbance. And the weighting parameters of the fuzzy adaptive network are updated on-line by adaptive law in order to force the estimation errors converge to zero. Therefore, the combination of sliding mode control and fuzzy adaptive network gives rise to the robust and intelligent routine. For evaluation control performance of the proposed approach, tracking control simulation is carried is carried out for the hydraulic motion simulator which is a 6-degree of freedom parallel manipulator.
본 논문에서는 동력학이 비선형이고, 상태가 불명확하거나 시간에 따라 변화하는 헬리콥터 시스템의 제어를 위해 TSK 퍼지시스템을 이용한 적응 퍼지제어기 설계 방법을 제안한다. 논문에서 제안한 적응 퍼지제어기는 규범모델의 출력을 시스템의 출력이 추종하도록 퍼지제어기 파라미터를 직접 조정하는 규범모델 적응 퍼지제어기이다 또한 Lyapunov 함수를 이용하여 폐루프 시스템의 안정성을 보장하면서 최적인 적응법칙을 유도하였다. 실험실용 모델 헬리콥터 시스템에 대한 실험에서 시스템에 외란이 가해질 때, 제안되고 설계된 적응 퍼지제어기는 적응이 없는 퍼지제어기에 비해 시스템의 상태변화에 성공적인 제어가 실행됨을 보여주었다.
A central problem of mathematics teaching worldwide is probably the insufficient adaptive handling of tasks-especially in computational practice phases and modeling tasks. All students in a classroom must often work on the same tasks. In the process, the high-achieving students are often underchallenged, and the low-achieving ones are overchallenged. This publication uses different modeling of the tennis serve as an example to show a possible solution to the problem and develops and discusses one adaptive task each for middle school, high school, and college using three mathematical models of the tennis serve each time. From model to model within the task, the complexity of the modeling increases, the mathematical or physical demands on the students increase, and the new modeling leads to more realistic results. The proposed models offer the possibility to address heterogeneous learning groups by their arrangement in the surface structure of the so-called parallel adaptive task and to stimulate adaptive mathematics teaching on the instructional topic of mathematical modeling. Models A through C are suitable for middle school instruction, models C through E for high school, and models E through G for college. The models are classified in the specific modeling cycle and its extension by a digital tool model, and individual modeling steps are explained. The advantages of the presented models regarding teaching and learning mathematical modeling are elaborated. In addition, we report our first teaching experiences with the developed parallel adaptive tasks.
This paper proposes the alternative observer and controller design scheme based on T-S fuzzy model. Nonlinear systems are represented by fuzzy models since fuzzy logic systems are universal approximators. In order to estimate the unmeasurable states of a given unknown nonlinear system, T-S fuzzy modeling method is applied to get the dynamics of an observation system. T-S fuzzy system uses the linear combination of the input state variables and the modeling applications of them to various kinds of nonlinear systems can be found. The proposed indirect adaptive fuzzy observer based on T-S fuzzy model can cope with not only unknown states but also unknown parameters. The proposed controller is based on a simple output feedback method. Therefore, it solves the singularity problem, without any additional algorithm, which occurs in the inverse dynamics based on the feedback linearization method. The adaptive fuzzy scheme estimates the parameters and the feedback gain comprising the fuzzy model representing the observation system. In the process of deriving adaptive law, the Lyapunov theory and Lipchitz condition are used. To show the performance of the proposed observer and controller, they are applied to an inverted pendulum on a cart.
본 연구는 적응제어기법을 이용한 무인항공기이 피치 자세 기동에 대한 연구 내용을 소개한다. 모델기반적응제어(Model Reference Adaptive Control)을 이용하여 피치 자세각과 엘리베이터 입력 사이의 피드백 선형화 과정에서 발생하는 불확실성을 처리하였다. 모델 불활실성 파라미터는 피드백 제어기가 작동하는 중에 적응법칙을 이용하여 추정할 수 있도록 설계 되었다. 안정화 제어기에 의해 달성되는 최종 피치 자세각에 대한 분석을 통해 폐루프 시스템의 특성을 파악할 수 있도록 하였다. 제안된 제어 기법은 기존 제어기에서 주로 채택하고 있는 선형화나 게인 스케쥴링등의 과정이 필요하지 않아 상당한 모델 오차가 존재하는 상황에서 무인항공기의 고기동 피치 제어기 설계에 도움을 줄 것으로 생각한다.
In this paper, an Adaptive Nonlinear Constrained Model Predictive Control (ANCMPC) is presented for a pH control in a fed-batch bio-reactor. The pH model is represented with Hammerstein Model. The static nonlinear part of Hammerstein model is described with the static pH model, and the dynamic linear part of the Hammerstein model is described with the CARIMA model. The parameters of the CARIMA model is estimated on-line with the input and output measurements of the system using a recursive least squares type of identi�cation algorithm. The e�ectiveness of the proposed controller is shown through simulations.
Kim, Yongho;Jung, Jin-Woo;Gallagher, John C.;Matson, Eric T.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제16권2호
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pp.95-103
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2016
In a dynamic environment autonomous robots often encounter unexpected situations that the robots have to deal with in order to continue proceeding their mission. We propose an adaptive goal-based model that allows cyber-physical systems (CPS) to update their environmental model and helps them analyze for attainment of their goals from current state using the updated environmental model and its capabilities. Information exchange approach utilizes Human-Agent-Robot-Machine-Sensor (HARMS) model to exchange messages between CPS. Model validation method uses NuSMV, which is one of Model Checking tools, to check whether the system can continue its mission toward the goal in the given environment. We explain a practical set up of the model in a situation in which homogeneous robots that has the same capability work in the same environment.
A new estimationn mothod of single-EP(evoked potential) using adaptive algorithm and paralnetrlc model is proposed. Since the EEG(eletroencephalogram) signal is stationary in short time interval the AR(autoregressive) parameters of the EEG are estimated by the Burg algorithm using the EEG of prestimulus interval. After stimulus, the single-EP is estimated by adaptive algorithm. The validity of this method is verified by the simulation for generated auditory single-EP based on parametric model.
The problem of recongurable ight control is investigated, focusing on model reference adaptive control(MRAC) through imprecise fault diagnosis. The method integrates the fault detection and isolation(FDI) scheme with the model reference adaptive control, and can be implemented on-line and in real-time. The algorithm can cope with the fast varying parameters. The Simulation results demonstrate the ability of reconguration to maintain the stability and acceptable performance after a failure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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