• 제목/요약/키워드: dynamic compensator

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대부하 표적 지향시스템의 안정화 성능향상을 위한 외란보상 적응제어 (Adaptive Disturbance Compensation Control for Heavy Load Target Aiming Systems to Improve Stabilization Performances)

  • 임재근;최영준;유준;석호동;김병운;강민식
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권11호
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    • pp.1303-1310
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    • 2005
  • Stabilization error of target aiming systems mounted on moving vehicles is an important performance because the error directly affects hit Probability. In a heavy load targetaiming system, the disturbance torque comes from mass unbalance and linear acceleration is a main source of stabilization error. This study suggests an experimental design method of disturbance feedforward compensation control to improve the stabilization performance of heavy load target aiming systems. The filtered_x least square(FxLMS) algorithm is used to estimate the compensator coefficients adaptively. The proposed control is applied to a simple experimental set-up which simulates dynamic characteristics of a real target aiming system. The feasibility of the proposedtechnique is illustrated, along with results of experiments.

Fast FCS-MPC-Based SVPWM Method to Reduce Switching States of Multilevel Cascaded H-Bridge STATCOMs

  • Wang, Xiuqin;Zhao, Jiwen;Wang, Qunjing;Li, Guoli;Zhang, Maosong
    • Journal of Power Electronics
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    • 제19권1호
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    • pp.244-253
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    • 2019
  • Finite control set model-predictive control (FCS-MPC) has received increasing attentions due to its outstanding dynamic performance. It is being widely used in power converters and multilevel inverters. However, FCS-MPC requires a lot of calculations, especially for multilevel-cascaded H-bridge (CHB) static synchronous compensators (STATCOMs), since it has to take account of all the feasible voltage vectors of inverters. Hence, an improved five-segment space vector pulse width modulation (SVPWM) method based on the non-orthogonal static reference frames is proposed. The proposed SVPWM method has a lower number of switching states and requires fewer computations than the conventional method. As a result, it makes FCS-MPC more efficient for multilevel cascaded H-bridge STATCOMs. The partial cost function is adopted to sequentially solve for the reference current and capacitor voltage. The proposed FCS-MPC method can reduce the calculation burden of the FCS-MPC strategy, and reduce both the switching frequency and power losses. Simulation and experimental results validate the excellent performance of the proposed method when compared with the conventional approach.

Smart tracking design for aerial system via fuzzy nonlinear criterion

  • Wang, Ruei-yuan;Hung, C.C.;Ling, Hsiao-Chi
    • Smart Structures and Systems
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    • 제29권4호
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    • pp.617-624
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    • 2022
  • A new intelligent adaptive control scheme was proposed that combines the control based on interference observer and fuzzy adaptive s-curve for flight path tracking control of unmanned aerial vehicle (UAV). The most important contribution is that the control configurations don't need to know the uncertainty limit of the vehicle and the influence of interference is removed. The proposed control law is an integration of fuzzy control estimator and adaptive proportional integral (PI) compensator with input. The rated feedback drive specifies the desired dynamic properties of the closed control loop based on the known properties of the preferred acceleration vector. At the same time, the adaptive PI control compensate for the unknown of perturbation. Additional terms such as s-surface control can ensure rapid convergence due to the non-linear representation on the surface and also improve the stability. In addition, the observer improves the robustness of the adaptive fuzzy system. It has been proven that the stability of the regulatory system can be ensured according to linear matrix equality based Lyapunov's theory. In summary, the numerical simulation results show the efficiency and the feasibility by the use of the robust control methodology.

Van de Vusse 반응기 동특성을 구현하는 액위시스템 및 제어 실험 (Liquid Level System Realizing Van de Vusse Reactor Dynamics and its Control Experiments)

  • 이지태
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권2호
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    • pp.184-189
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    • 2020
  • Van de Vusse 반응기는 정상상태 입출력 관계에서 최대값을 그리고 이 최대값을 기준으로 동특성의 형태가 크게 바뀌는 특성을 보인다. 운전영역에 따라 정상상태 이득의 부호가 바뀌고, non-minimum phase 동특성 등의 제어를 매우 어렵게 하는 특성들이 나타난다. 매우 많은 비선형제어 방법들과 새로이 고안되고 있는 방법들이 이 Van de Vusse 반응기 공정에 적용되어 그 성능 검증이 이루어지고 있다. 이 반응기의 실제 예가 보고되어 있으나, 화학반응 특성상 제어기 실험에 일상적으로 사용되기에는 어려움이 많아 대부분 모사연구에 그치고 있다. 여기서는 이 Van de Vusse 반응기의 특성을 모두 구현하는 액위시스템을 제작하고, 새로이 고안되는 비선형 제어기의 성능을 밝히는 기준이 될 수 있는 간단한 두 제어 방법의 실험 결과를 제안하고자 한다. 액위시스템 실험장치와 제안된 제어 방법들은 매우 간단하며, 비선형 제어기의 성능과 현장 적용 가능성을 검증하는데 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

Experimental and numerical study on coupled motion responses of a floating crane vessel and a lifted subsea manifold in deep water

  • Nam, B.W.;Kim, N.W.;Hong, S.Y.
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제9권5호
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    • pp.552-567
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    • 2017
  • The floating crane vessel in waves gives rise to the motion of the lifted object which is connected to the hoisting wire. The dynamic tension induced by the lifted object also affects the motion responses of the floating crane vessel in return. In this study, coupled motion responses of a floating crane vessel and a lifted subsea manifold during deep-water installation operations were investigated by both experiments and numerical calculations. A series of model tests for the deep-water lifting operation were performed at Ocean Engineering Basin of KRISO. For the model test, the vessel with a crane control system and a typical subsea manifold were examined. To validate the experimental results, a frequency-domain motion analysis method is applied. The coupled motion equations of the crane vessel and the lifted object are solved in the frequency domain with an additional linear stiffness matrix due to the hoisting wire. The hydrodynamic coefficients of the lifted object, which is a significant factor to affect the coupled dynamics, are estimated based on the perforation value of the structure and the CFD results. The discussions were made on three main points. First, the motion characteristics of the lifted object as well as the crane vessel were studied by comparing the calculation results. Second, the dynamic tension of the hoisting wire were evaluated under the various wave conditions. Final discussion was made on the effect of passive heave compensator on the motion and tension responses.

외란관측기와 파라미터 보상기를 이용한 PMSM의 정밀속도제어 (Precision Speed Control of PMSM Using Disturbance Observer and Parameter Compensator)

  • 고종선;이택호;김칠환;이상설
    • 전력전자학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.98-106
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    • 2001
  • 본 논문에서는 영구자석 동기 전동기의 정밀 속도 제어의 방법으로 외란 관측기를 이용한 외란 보상방법과 파라미터 추정에 의해 보상기의 이득을 조절하도록 함으로서, 외란이 없는 등가 지표시스템의 응답 특성을 추정하도록 제안하였다. 외란 관측기에 의한 보상방법은 잘 알려진 데드비트 외란 관측기를 이용하였으며 잡음에 약한 데드비트 관측기의 단점을 보완하기 위하여 후단필터로서 MA처리를 통하여 잡음에 대한 영향을 줄이도록 하였다. 또한 관측기의 단점을 보완하기 위하여 후단필터로서 MA처리를 통하여 잡음에 대한 영향을 줄이도록 하였다. 또한 관측기의 파라미터와 실제 시스템의 파라미터의 차이로 발생하는 외란 추정 오차를 줄이고자 실제 시스템과 파라미터 보상기로 구성된 등가 시스템이 지표 시스템이 되도록 구성하였다. 시스템에 사용된 RLS파라미터 추정기는 외란에 의하여 편향된 추정 특성을 가진다. 이러한 파라미터 추정문제에 대하여 파라미터 추정기가 높은 성능을 갖는 데드비트 외란 관측기를 포함하도록 함으로서 외란에 의한 문제를 해결하였다. 이와 같이 제안된 제어기는 외란 및 파라미터 변화를 갖는 시스템에서 강인한 고정밀 제어를 할 수 있으며, 이의 안정성과 효용성을 컴퓨터를 이용한 모의 실험과 TMS320C31이 내장된 DS1102 DSP 보드를 이용하여 실험으로써 보였다.

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에너지 저장장치를 포함하는 양방향 DC-DC 컨버터 모델링 및 제어기 설계 (The Design of Controller and Modeling for Bi-directional DC-DC Converter including an Energy Storage System)

  • 김승민;양승대;최주엽;최익;안진웅;이상철;이동하
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제32권spc3호
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    • pp.235-244
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    • 2012
  • This paper presents a design and simulation of bi-directional DC/DC boost converter for a fuel cell system. In this paper, we analyze the equivalent model of both a boost converter and a buck converter. Also we propose the controller of bi-directional DC-DC converter, which has buck mode of charging a capacitor and boost mode of discharging a capacitor. In order to design a controller, we draw bode plots of the control-to-output transfer function using specific parameters and incorporate proper compensator in a closed loop. As a result, it has increased PM(Phase Margin) for better dynamic performance. The proposed bi-directional DC-DC converter's 3pole-2zero compensation method has been verified with computer simulation and simulation results obtained demonstrates the validity of the proposed control scheme.

Measurement of Variation in Water Equivalent Path Length by Respiratory Organ Movement

  • Minohara, Shinichi;Kanai, Tatsuaki;Endo, Masahiro;Kato, Hirotoshi;Miyamoto, Tadaaki;Tsujii, Hirohiko
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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    • pp.90-93
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    • 2002
  • In particle radiotherapy, a shape of the beam to conform the irradiation field is statically defined by the compensator, collimator and potal devices at the outside of the patient body. However the target such as lung or liver cancer moves along with respiration. This increases the irradiated volume of normal tissue. Prior discussions about organ motions along with respiration have been mainly focused on inferior-superior movement that was usually perpendicular to beam axis. On the other hand, the change of the target depth along the beam axis is very important especially in particle radiotherapy, because the range end of beam (Bragg peak) is so sharp as to be matched to distal edge of the target. In treatment planning, the range of the particle beam inside the body is calculated using a calibration curve relating CT number and water equivalent path length (WEL) to correct the inhomogeneities of tissues. The variation in CT number along the beam path would cause the uncertainties of range calculation at treatment planning for particle radiotherapy. To estimate the uncertainties of the range calculation associated with patient breathing, we proposed the method using sequential CT images with respiration waveform, and analyzed organ motions and WELs at patients that had lung or liver cancer. The variation of the depth along the beam path was presented in WEL rather than geometrical length. In analyzed cases, WELs around the diaphragm were remarkably changed depending on the respiration, and the magnitude of these WEL variations was almost comparable to inferior-superior movement of diaphragm. The variation of WEL around the lung was influenced by heartbeat.

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순시적인 전압 sag 보상기에 대한 제어 알고리즘의 해석 (Analysis of Control Algorithm for Instantaneous Voltage Sag Corrector)

  • 이상훈;김재식;최재호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.173-179
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    • 2001
  • 본 논문은 배전계통의 전력품질 개선을 위한 순시 전압강하 보상기의 제어 알고리즘에 대한 연구를 수행하였다. 특별히 순시적인 전압강하의 원인중 가장 대표적인 1선 지락사고 시에 발생하는 불평형과 비대칭 문제를 해석하기 위하여 새로운 대칭성분 검출 기법을 제안하였다. 제안되 방법은 간단한 연산만을 사용하며, 전압보상을 위한 대칭성분의 제어 기준값이 별도의 위상검출 과정을 거치지 않고도 직류 값으로 표현되도록 하였다. 그리고 기준전압의 발생 시에 IEC에서 규정하고 있는 UF와 MF를 사용하도록 하였다. 제안된 제어기법을 사용하면 보상장치는 매우 빠른 응답특성을 가지고 보상된 전압 파형의 총고조파왜형률(THD)도 매우 낮게 된다. 마지막으로 EMTDC 시뮬레이션과 실험을 통하여 제안된 방법의 타당성을 입증하였다.

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온라인 피드백 에러 학습을 이용한 이동 로봇의 자율주행 알고리즘 개발 (Development of Autonomous Algorithm Using an Online Feedback-Error Learning Based Neural Network for Nonholonomic Mobile Robots)

  • 이현동;명병수
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.602-608
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    • 2011
  • 본 논문에서는, 신경망을 이용한 뉴로 인터페이스 설계를 통해 논홀로노믹 이동 로봇을 제어하는 방법을 제시하였다. 특히, 가상의 마스터-슬레이브 로봇 개념을 이용하여, 부분적으로 안정된 마스터 로봇의 역 동적모델이 피드백-에러 학습법을 적용한 신경망을 통해 온라인으로 획득되도록 하였다. 이 피드백 제어기는 PD 보상기에 기초를 두고 있다. 온라인 학습을 위한 신경망은 입력층이 6개의 입력세포들($x_i$, i=1~6)로 구성되어있으며, 1개의 은닉층에는 2개의 은닉세포($o_j$, j=1~2), 출력층은 2개의 출력세포(${\tau}_k$, k=1~2)로 구성되었고, 신경망의 온라인 학습을 위하여 최소자승법에 의한 오류역전파 알고리즘을 이용하였다. 본 연구에서 개발된 뉴로 인터페이스의 경로추적제어에 관한 성능은 2-wheel 독립구동이 가능한 논홀로노믹 이동 로봇의 시뮬레이션으로 증명하였다.