• 제목/요약/키워드: controller synthesis$H_2$ performance

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혼합 $H_2/H_{$\infty}$$\mu$-설계이론을 이용한 3관성 문제의 해법 (Mixed $H_2/H_{$\infty}$ and $\mu$-synthesis Approach to the Coupled Three-Inertia Problem)

  • 최연욱
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제7권11호
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    • pp.896-903
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    • 2001
  • This study investigates the use of mixed $H_2/H_{$\infty}$ and $\mu$-synthesis to construct a robust controller for the benchmark problem. The model treated in the problem is a coupled three-inertial system that reflects the dynamics of mechanical vibrations. This kind of problem requires to be satisfied the robust performance (both in the time and frequency-domain specifications). We, first, adopt the mixed $H_2/H_{$\infty}$ theory to design a feedback controller K(s). Next, $\mu$-synthesis method is applied to the overall system to make use of structured parametric uncertainty. This process permits higher levels of controller authority and reduces the conservativeness of the controller. Finally, the feedforward controller is also used to improve the transient response of the output. We confirm that all design specifications except a complementary sensitivity condition can be achieved.

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인공위성 자세제어를 위한 H-infinity 제어기 설계 알고리즘 비교 연구 (Comparison Study of H-infinity Controller Design Algorithms for Spacecraft Attitude Control)

  • 이승우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.57-69
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    • 2016
  • 폐루프 기준으로 $H_{\infty}$ 제어기를 설계하는 알고리즘에는 3가지(2-ARE, mu-synthesis, LMI) 방법이 있다. 본 논문에서 3가지 $H_{\infty}$ 제어기 설계 알고리즘에 대한 기초 이론을 종합하고, Matlab$^{TM}$에 구현된 함수가 사용될 경우, 실무입장에서 가장 적절하다고 판단되는 $H_{\infty}$ 제어기 설계 알고리즘 제시를 위해 인공위성 자세 제어기 설계 후 결과를 비교 분석하였다: 2-ARE 방법과 LMI 방법은 robust stability, robust performance 및 control authority 측면에서 거의 유사하였으나, LMI 방법에 비해 2-ARE 방법이 weighting 함수설계에 더 민감하였고, mu-synthesis 방법은 다른 2가지 설계 방법에 비해 성능면에서 다소 떨어지고, control authority가 크게 나타났다. 따라서 인공위성 자세제어 설계를 위해 실무 관점에서 LMI 방법이 더 편리한 설계 알고리즘이라는 결론을 얻었다.

가중함수의 주파수 영역 해석에 따른 $H_\infty$ 최적 제어기 구성 ($H_\infty$ Optimal Controller Synthesis by the Frequency Domain Analysis of Weighting Function)

  • 김용규;류창근
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제37권2호
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    • pp.8-15
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    • 2000
  • 본 연구는 가중함수의 주파수 영역 해석에 의한 H∞ 최적 제어기를 설계하고 이를 대상 시스템에 적용하여 해석하였다. 이는 가중함수와 개 루프 전달함수에서 견실성을 만족하는 영역과 매개변수 γ의 최적 값이 존재하는 영역을 도시하고 H∞ 최적 제어기를 구성하기 위한 알고리즘을 간략화 시킬 수 있다. 또한 제안된 방법에 의해 설계된 제어기는 플랜트 불확실성의 변화에도 불구하고 어떠한 동작점에서도 원하는 사양과 성능을 만족하였다.

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2자유도 H 제어기 종합 프레임웍에 기반한 유압식 Dipod 플랫폼의 강인제어기 설계 (Robust Controller Design for Hydraulic Dipod Platform Based on 2-DOF H Controller Synthesis Framework)

  • 이영훈;조택동
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권6호
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    • pp.805-814
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    • 2013
  • 유압식 Dipod 플랫폼은 기동차량에서 위성을 지향하는 안테나의 안정화 및 추적에 사용된다. 이러한 플랜트의 제어기 설계에는 외란제거와 추적 두 가지 성능목표 뿐만 아니라 강인성을 함께 절충해야 하는 제약조건으로 인해 1자유도 제어기에 비해 설계 유연성이 큰 2자유도 $H_{\infty}$ 제어기가 선호된다. $H_{\infty}$ 기반한 2자유도 제어기 종합방법에는 두 가지 프레임웍이 사용되는데 유압식 Dipod 플랫폼의 예를 통해서 일괄종합 방법이 더 우수한 성능을 보인 반면 분리종합 방법은 더 우수한 강인성을 보임을 확인할 수 있었다. $H_{\infty}$ 2자유도 종합방법에 따른 이러한 두 결과의 차이를 시스템 정합행렬의 구조화 특성을 통해 비교하여 보았다.

유리섬유를 함유한 열가소성 복합재 보의 진동제어 (Vibration Control of a Glass-Fiber Reinforced Termoplastic Composite Beam)

  • 권대규;윤여흥;이성철
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.11-14
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    • 2000
  • This paper presents the vibration control of a glass-fiber reinforced thermoplastic composite beam with a distributed PVDF sensor and piezo-ceramic achlator. The three types of different controllen which are PID, H$\infty$ , and p-synthesis ontrollcr are employed to achieve vibration suppression in the transient vibration of composite beam. In the H$\infty$ , controller design, 1st and 2nd natural frequencies are considered in the modeling, because robust control theory which has robustness to struchred uncertainty is adopled Lo suppress the vibration. If the controller designed by H$\infty$ , theory does not satisfy control performance, it is improved by $\mu$ -synthesis method with D-K iteration so that the$\mu$-contoller based on the structured singular value satisfies the nominal performance and robust performance Simulations and experiments were carried out with the designed controllers m order to demonstrate the suppression efficiency of each controller.

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매개변수 변동을 갖는 2관성 시스템의 강건제어 (Robust Control of Two Mass Spring System with Parameter Variations)

  • 조도현;이종용;이상효
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제4권6호
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    • pp.729-737
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    • 1998
  • In this paper, using $\mu$ synthesis algorithm with structured uncertainty, we design controller and apply it for the Two-Inertia resonance(TMS: Two Mass Spring) system. The TMS system is one of the simplest models which generate a torsional vibration. In this system, it is required to design a controller achieving the control performance while suppressing the torsional vibration. Furthermore, when vibration frequency for the system is varying by reason of parameter variations, we should consider parameter variations in controller design. Then, we design two other controller schemes of the PI controller and the standard $H_{\infty}$ controller and compare these controllers with the controller designed by the $\mu$ synthesis robust control method by using simulations and experiments.

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Robust Control of a Glass Fiber Composite Beam using $\mu$-Synthesis Algorithm

  • Lee, Seong-cheol;Kwon, Tae-Kyu;Yun, Yeo-Hung
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제1권2호
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    • pp.76-83
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    • 2000
  • A study on the robust control of a composite beam with a distributed PVDF sensor and piezo-ceramic actuator is presented in this paper. $1^{st}$ and $2^{nd}$ natural frequencies are considered in the modeling, because robust control theory which has robustness to structured uncertainty is adopted to suppress the vibration. If the controllers designed by $H_{\infty}$ theory do not satisfy control performance, it is improved by $\mu$-synthesis method with D-K iteration so that the $\mu$-controller based on the structured singular value satisfies the nominal performance and robust performance. Simulation and experiment were carried out with the designed controller and the verification of the robust control properties was presented by results.

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Robust Control of a Glass-Fiber Reinforced Composite Beam using $\mu$-Synthesis Algorithm

  • Yun, Yeo-Hung;Lee, Young-Choon;Kwon, Tae-Kyu;Yu, Kee-Ho;Lee, Seong-Cheol
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.498-498
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    • 2000
  • A study on the robust control of a composite beam with a distributed PVDF sensor and piezo-ceramic actuator is presented in this paper. 1st and 2nd natural frequencies are considered in the modeling, because robust control theory which has robustness to structured uncertainty is adopted to suppress the vibration. If the controllers designed by H$_{\infty}$ theory do not satisfy control performance, it is improved by $\mu$-synthesis method with D-K iteration so that the $\mu$-controller based on the structured singular value satisfies the nominal performance and robust performance. Simulation and experiment were carried out with the designed controller and the verification of the robust control properties was presented by results.

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통신용 헤드셋을 위한 능동소음제어기의 설계 (A Design of an Active Noise Controller in a Communication Headset)

  • 정태진;정찬수
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.102-108
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    • 2001
  • In this paper, an active noise controller for a communication headset was designed. In a communication headset, there exist information signals such as voices from the end for the communication line as well as also, undesirable noises with are induced by external noise sources such as engine noises. Therefore, it is necessary to reduce the external noises for clear hearing of the communication signals. This problem was solved by robust H(sub)$\infty$ controller to reduce noise and a compensator for information signals The designed controller was implemented using TMS320C31 DSP Op-amp, and several experiments were performed to verify its performance. The results showed that the controller reduces the undesirable noises sufficiently, while communication signals are not reduced.

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강인한 제어기를 이용한 공탄성 시스템의 응답특성 (Response Characteristics of Aeroelastic Systems Using Robust Controller)

  • 나성수;정인주
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.437-444
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    • 2005
  • 이 논문은 비압축성 유동장에 노출된 2차원 플랩이 있는 날개의 단면에 대한 강인한 공탄성 제어기법을 소개하고 있다. 강인한 제어기는 다목적 상태궤환 합성법을 위해 선형행렬부등식을 이용하여 설계되었다. 제어기의 설계목적은 모델불확실성이 존재하는 상황에서 주파수영역에서의 성능과 시간영역에서의 성능을 함께 만족시키는 것으로 하였다. 수치예제들은 2차원-3자유도 플랩이 있는 날개 단면의 공탄성 응답을 감쇠시키는데 있어서 선형행렬부등식의 접근법의 유효성을 잘 제시하고 있다.