• 전자공학회논문지SC
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• 제47권6호
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• pp.64-72
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• 2010

본 논문에서는 폴리토프 불확실성과 시간지연, 그리고 제어기 섭동을 가지는 비선형 상호연결시스템의 상태궤환 제어기에 대한 견실비약성 $H_{\infty}$ 분산 퍼지제어기 설계 방법을 다룬다. 먼저 시간지연을 가지는 비선형 상호연결시스템을 Takagi-Sugeno 퍼지모델로 나타내고, 이로부터 지연종속 견실비약성 $H_{\infty}$ 퍼지제어기가 존재하기 위한 충분조건, 제어기 설계방법 및 비약성을 만족하는 제어기의 꽉찬집합(compact set)을 제시한다. 이 때 제시한 조건은 변수치환과 슈어여수(Schur complement)정리를 통해 선형행렬부등식(LMI: Linear Matrix Inequality)의 계수가 꽉찬 집합 내의 파라미터의 함수로 정의되는 파라미터화 선형행렬부등식(PLMIs: Parameterized Linear Matrix Inequalities)으로 표현되며, 이를 완화기법(relaxation technique)를 사용하여 유한개의 선형행렬부등식으로 변환하고, 제어기와 비약성을 만족하는 제어기 영역을 구한다. 마지막으로 예제와 모의실험을 통해 불확실성과 시간지연, 제어기이득 섭동에도 불구하고 제안한 퍼지제어기가 폐루프시스템을 안정화시키고 외란감쇠를 보장함을 확인한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.125-135
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• 1993

안전하고 효율적인 원자력 발전소의 운전은 디지탈 기술을 이용한 발전소 자동화로 이루어질 수 있다는 인식과 함께 이같은 발전소 자동화는 차세대 원자력 발전소의 중요한 목표중의 하나가 되고 있다. 전체적인 발전소 수준의 자동화를 위해서는 일차적으로 각 주요 시스템에 대한 디지털화가 요구되며 본 논문에서는 증기발생기의 수위조절 시스템에 대해 연구하였다. 이를 위해 증기발생기의 열수력학적 모델을 이용하여 증기발생기에 작용하는 여러가지 입력과 수위와의 관계를 전달함수로 표시하였으며 이를 이용하여 기존의 발전소에서 사용되고 있는 3 요소 제어시스템을 검토하였다. 본 논문에서의 제어구성은 증기발생기 그 자체를 시스템내에 플랜트로서 포함시킨 것이기 때문에 전체적인 시스템 차수가 증가하며 디지탈 과정중 수치적 불안정이 야기된다. 이러한 문제와 아울러 저출력에서는 궤환신호로 작용하는 급수유량의 신뢰도가 작음을 고려하여 2 요소 제어시스템 및 그에 따른 디지탈 제어기에 대해 연구하였다. 이 시스템의 디지탈 비례적분제어기는 그 이득 및 적분시간상수가 초기출력에 따라 변하며 전체적인 시스템의 응답특성이 안정성 및 기타 제어 특성을 동시에 만족시키도록 하고 있다. 이러한 제어기를 사용한 2 요소 제어시스템은 초기출력에만 의존하므로 정의하기가 간단하며 또 이러한 시스템의 수위응답은 그에 대응하는 아날로그 시스템의 결과와 비슷함을 보이고 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.400-405
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• 2023

현재 도립진자는 많은 분야에서 연구 중이며 미사일, 로켓, 등의 자세 제어와 2족 보행 로봇 등에 응용되고 있다. 본 연구에서는 256펄스의 로터리 엔코더와 DC 모터를 이용한 회전형 도립진자(Rotary Inverted Pendulum)를 구성하여 회전형 역 진자의 수직 자세 제어를 연구하였다. 비선형 시스템의 경우 복잡한 알고리즘과 제어기가 필요하지만 고전적이며 비교적 간단한 PID(Proportional Integral Derivation)알고리즘을 이용한 제어 방법을 회전형 도립진자 시스템에 적용하였으며 간단하지만 원하는 성능을 높이는 방안을 연구하였다. 본 연구에서 사용된 회전형 도립진자 시스템은 비선형적이고 불안정한 시스템으로 선형화된 모델링에서 마이크로칩 사의 dsPIC30F4013 임베디드 프로세서를 이용한 PID 제어기를 설계 및 구현하였다. 보통 PID 제어기는 하나 혹은 두 가지 이상을 조합하여 설계하며 우수한 제어 성능에 비해 구조가 간단하며 제어 이득 조정이 다른 제어기들에 비해 비교적 쉽다는 장점이 있다. 본 연구에서는 시스템의 물리적 구조를 수학적 방법으로 분석하고 모델링을 통한 회전형 도립진자의 수직 균형을 위한 제어를 실현하였다. 또한 회전형 역 진자를 이용하여 PID 제어기로 제어가 가능한지 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.186-193
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• 2002

연속 공정 라인을 구성하는 롤러들의 속도뿐만 아니라 토크를 적적히 제어할 수 있는 통합형 제어기를 제안하였다. 여러 대의 롤러들이 동시에 가감속 할 때 발생하는 속도 편차는 소재의 장력을 유발하여 가공중인 제품의 품질에 나쁜 영향을 미치게 된다. 제안된 통합형 제어기를 사용하면 속도 기준값 편차나 속도제어 기 특성차이가 존재하더라도 토크 및 속도 기준값을 잘 추종하도록 제어하는 것이 가능하다 제안된 제어기는 가감속 등의 과도상태에는 속도 기준 값을 추종하는 것을 위주로 하고 정상 운전속도에서는 토크 기준값에 따라 제어함으로서 인접한 롤러간의 부하를 분담하도록 설계되었다 특히 제안된 제어기는 인접한 롤러의 제어 정보를 필요로 하지 않으므로 각각의 롤러 제어기 유닛에 쉽게 구현될 수 있다는 장점이 있다. 연속 공정 라인 모의 실험장치에서 제안된 제어기의 토크 및 속도 제어 특성을 비교 검토하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1275-1278
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• 1997

Cutting process has been automated by progress of CNC and CAD/CAM, but polishing process has been depended on only experiential knowledge of expert. To automate the polishing pricess polishing robot with 2 degrees of freedom which is attached to a machining center with 3 degrees of freedom has been developed. this automatic polishing robot is able to keep the polishing tool normal on the curved surface of die to improve a performance of polishing. Polishing task for a curved surface die demands repetitive operation and high precision, but conventional control algorithm can not cope with the problem of disturbance such as a change of load. In this research, we develop robust controller using real time sliding mode algorithm. To obtain gain parameters of sliding model control input, the signal compression method is used to identify polishing robot system. To obtain an effect of 5 degrees of freedom motion, 5 axes NC data for polishing are divided into data of two types for 3 axis machining center and 2 axis polishing are divided into data of two types for 3 axis machining center and 2 axis polishing robot. To find an efficient polishing condition to obtain high quality, various experiments are carried out.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.277-283
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• 2003

Recently, near-field recording (NFR) disk drive schemes have been proposed with a view to increasing recording densities of hard disk drives. Compared with hard disk drives. NFR disk drives have narrower track pitches and are exposed to more severe periodic disturbances resulting from eccentric rotation of the disk. It is difficult to meet servo system design specifications for NFR disk drives with conventional VCM actuators in that the servo system for an NFR disk drive generally requires a feater gain and higher bandwidth. To tackle the problem various dual-stage actuator systems composed of a microactuator mounted on top of a conventional VCM actuator have been proposed. This article deals with the problem of designing a tracking servo system far an NFR disk drive adopting a dual-stage actuator. We summarize design constraints pertaining to the dual-stage servo system and present a new servo scheme using iterative teaming control. We design feedback compensators and an iterative teaming controller for a target plant and verify the validity of the proposed control scheme through a computer simulation.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.428-432
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• 2003

Quantitative Feedback Theory (QFT) is one of most effective methods of robust controller design and can be considered as a suitable method for systems with parametric uncertainties. Particularly it allows us to obtain controllers less conservative than other methods like $H_{\infty}$ and ${\mu}$-synthesis. In QFT method, we transform all the uncertainties and desired specifications to some boundaries in Nichols chart and then we have to find the nominal loop transfer function such that satisfies the boundaries and has the minimum high frequency gain. The major drawback of the QFT method is that there is no effective and useful method for finding this nominal loop transfer function. The usual approach to this problem involves loop-shaping in the Nichols chart by manipulating the poles and zeros of the nominal loop transfer function. This process now aided by recently developed computer aided design tools proceeds by trial and error and its success often depends heavily on the experience of the loop-shaper. Thus for the novice and First time QFT user, there is a genuine need for an automatic loop-shaping tool to generate a first-cut solution. In this paper, we approach the automatic QFT loop-shaping problem by using an algorithm involving Linear Programming (LP) techniques and Genetic Algorithm (GA).

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1901-1904
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• 2003

MPC or model predictive control is representative of control methods which are able to handle physical constraints. Closed-loop stability can therefore be ensured only locally in the presence of constraints of this type. However, if the system is neutrally stable, and if the constraints are imposed only on the input, global aymptotic stability can be obtained; until recently, use of infinite horizons was thought to be inevitable in this case. A globally stabilizing finite-horizon MPC has lately been suggested for neutrally stable continuous-time systems using a non-quadratic terminal cost which consists of cubic as well as quadratic functions of the state. The idea originates from the so-called small gain control, where the global stability is proven using a non-quadratic Lyapunov function. The newly developed finite-horizon MPC employs the same form of Lyapunov function as the terminal cost, thereby leading to global asymptotic stability. A discrete-time version of this finite-horizon MPC is presented here. The proposed MPC algorithm is also coded using an SQP (Sequential Quadratic Programming) algorithm, and simulation results are given to show the effectiveness of the method.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1587-1592
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• 2003

There are three kinds of singularity in controlling redundant manipulators. Kinematic, algorithmic and representation singularities are those. If manipulators fall into any singularity without proper action to avoid it, the control system must go away from our desire, and we can meet a dangerous situation. Hence, we have to deal the singularities very carefully. In this paper, we describe an on-line solution for avoiding the occurrence of both algorithmic and kinematic singularities in task-priority based kinematic controllers of robotic manipulators. Representation singularity can be easily avoided by using proper representation algorithm, so, in this paper, we only consider kinematic and algorithmic singularities. The proposed approach uses a desired task reconstruction and a successive task projection in order to maintain the measure for singularity over a user defined minimum value. It shows a gain in performance and a better task error especially when working in proximity of singular configurations. It is particularly suitable for autonomous systems where an off-line trajectory control scheme is often not applicable. The advantage and performance of the proposed controller is verified by simulation works. And, the experiment with real manipulator is remaining for the future works.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.1193-1200
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• 2015

An effective swing trajectory of legged robots is different from the swing trajectories of humans or animals because of different dynamic characteristics. Therefore, it is important to find optimal parameters through experiments. This paper proposes a real-time nonlinear programming (RTNLP) method for optimization of the swing trajectory of the legged robot. For parameterization of the trajectory, the swing trajectory is approximated to parabolic and cubic spline curves. The robotic leg is position-controlled by a high-gain controller, and a cost function is selected such that the sum of the motor inputs and tracking errors at each joint is minimized. A simplified dynamic model is used to simulate the dynamics of a robotic leg. The purpose of the simulation is to find the feasibility of the optimization problem before an actual experiment occurs. Finally, an experiment is carried out on a real robotic leg with two degrees of freedom. For both the simulation and the experiment, the design variables converge to a feasible point, reducing the cost value.