• 제목/요약/키워드: feedback-linearization

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시그마 포인트를 이용한 채널 등화용 순환신경망 훈련 알고리즘 (Training Algorithm of Recurrent Neural Network Using a Sigma Point for Equalization of Channels)

  • 권오신
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.826-832
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    • 2007
  • 고속 통신 시스템의 채널 등화에 순환 신경망이 자주 이용되고 있다. 기존의 등화방법은 대부분 시불변 채널을 주로 다루었다. 그러나 이동통신과 같은 현대의 통신환경은 페이딩으로 인하여 시변특성을 갖는다. 본 논문에서는 비선형 시변 시스템에 적용하여 성능이 우수한 결정 피드백 순환신경망을 채널등화기로 이용하며, 또한 채널 등화에 빠른 수렴속도와 우수한 추적성능을 지니는 확장된 칼만필터와 시그마 포인트 칼만필터를 이용한 두 종류의 훈련 알고리즘을 제안한다. 확장된 칼만필터를 이용한 경우 비선형 시스템의 1차 선형화 과정에서 커다란 오차를 유발할 수도 있으며, 이에 대한 대안으로 시그마 포인트 칼만필터를 이용하여 이러한 문제점을 극복할 수 있다.

Adaptive Sliding Mode Control Synthesis of Maritime Autonomous Surface Ship

  • Lee, Sang-Do;Xu, Xiao;Kim, Hwan-Seong;You, Sam-Sang
    • 해양환경안전학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.306-312
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    • 2019
  • This paper investigates to design a controller for maritime autonomous surface ship (MASS) by means of adaptive super-twisting algorithm (ASTA). A input-out feedback linearization method is considered for multi-input multi-output (MIMO) system. Sliding Mode Controller (SMC) is suitable for MASS subject to ocean environments due to its robustness against parameter uncertainties and disturbances. However, conventional SMC has inherent disadvantages so-called, chattering phenomenon, which resulted from the high frequency of switching terms. Chattering may cause harmful failure of actuators such as propeller and rudder of ships. The main contribution of this work is to address an appropriate controller for MASS, simultaneously controls surge and yaw motion in severe step inputs. Proposed control mechanism well provides convergence bewildered by external disturbances in the middle of steady-state responses as well as chattering attenuation. Also, the adaptive algorithm is contributed to reducing non-overestimated value of control gains. Control inputs of surge and yaw motion are displayed by smoother curves without excessive control activities of actuators. Finally, no overshoot can be seen in transient responses.

A novel aerodynamic vibration and fuzzy numerical analysis

  • Timothy Chen;Yahui Meng;Ruei-Yuan Wang;ZY Chen
    • Wind and Structures
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    • 제38권3호
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    • pp.161-170
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    • 2024
  • In recent years, there have been an increasing number of experimental studies showing the need to include robustness criteria in the design process to develop complex active control designs for practical implementation. The paper investigates the crosswind aerodynamic parameters after the blocking phase of a two-dimensional square cross-section structure by measuring the response in wind tunnel tests under light wind flow conditions. To improve the accuracy of the results, the interpolation of the experimental curves in the time domain and the analytical responses were numerically optimized to finalize the results. Due to this combined effect, the three aerodynamic parameters decrease with increasing wind speed and asymptotically affect the upper branch constants. This means that the aerodynamic parameters along the density distribution are minimal. Taylor series are utilized to describe the fuzzy nonlinear plant and derive the stability analysis using polynomial function for analyzing the aerodynamic parameters and numerical simulations. Due to it will yield intricate terms to ensure stability criterion, therefore we aim to avoid kinds issues by proposing a polynomial homogeneous framework and utilizing Euler's functions for homogeneous systems. Finally, we solve the problem of stabilization under the consideration by SOS (sum of squares) and assign its fuzzy controller based on the feasibility of demonstration of a nonlinear system as an example.

재진입 비행체의 TAEM 구간 최적궤적 설계와 인공신경망을 이용한 제어 (Trajectory Optimization and the Control of a Re-entry Vehicle during TAEM Phase using Artificial Neural Network)

  • 김종훈;이대우;조겸래;민찬오;조성진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.350-358
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    • 2009
  • 본 논문은 재진입 비행체의 TAEM 구간 유도와 제어에 관하여 기술 하였다. TAEM 구간은 공기의 밀도와 비행체의 속도의 범위가 큰 특징을 가지고 있으며, 이들 조건하에 TAEM 구간의 유도를 위한 궤적과 비행체의 상태값을 최적화하였다. 최적화된 상태값은 7가지의 상태이며, 상태값은 Down-range, Cross-range, 비행체의 고도, 속도, 경로각, 방위각, 그리고 비행 거리이다. 최적화 연산을 수행하기 위하여 DIDO 프로그램을 사용하였다. 재진입 비행체의 제어를 위하여 인공 신경망을 이용한 되먹임 선형화 제어법을 사용하였다. 비행체의 동역학 모델은 역전파 모델을 통하여 근사화 되고, 근사화된 동역학 모델과 지연된 제어 입력, 플랜트 출력으로부터 새로운 제어 입력을 생성하게 된다. 이를 이용하여 본 논문에서는 앞서 최적화된 7가지의 상태값을 추종하는 결과를 보였다.

Full digital control of permanent magnet AC servo motors

  • Lee, Jin-Won;Kim, Dong-Il;Jin, Sang-Hyun;Oh, In-Hwan;Kim, Sungkwun
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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    • pp.218-223
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    • 1993
  • In this paper, we present a full digital control scheme which controls currents and speed of the permanent magnet AC servo motor with large range of bandwidth and high performance. The current equations of the permanent magnet AC servo motor are linearized by feedback linearization technique. Both acceleration feedforward terms and IP controllers, whose gains are functions of motor speed, are used in order to control motor currents. In addition the phase delays in current control loops are compensated by placing phase lead-lag compensators after current commands, which make it possible to avoid high gains in the current controllers. Unity power factor can be achieved by the proposed current controller. Pulsewidth modulation is performed by way of the well-known comparison with a triangular carrier signals. The velocity controller is designed on the basis of the linearized model of the permanent magnet AC servo motor by the proposed current controller. The performance of the entire control system is analyzed in the presence of uncertainty in the motor parameters. The proposed control scheme is implemented using the digital signal processor-based controller composed of an Analog Device ADSP 2111 and a NEC78310. The pulsewidth modulation (PWM) signals are generated through a custom IC, SAMSUNG-PWM1, which has the outputs of current controllers as input. The experimental results show that the permanent magnet AC servo motor can be always driven with high dynamic performance by the proposed full digital control scheme of motor speed and motor current.

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전익형 무인항공기의 복합손상을 고려한 적응형 신경망 제어기 설계 연구 (Adaptive Neural Network Controller Design for a Blended-Wing UAV with Complex Damage)

  • 김기준;안종민;김승균;석진영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.141-149
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    • 2018
  • 본 논문에서는 전익형 무인항공기의 복합손상을 고려한 신경망 적응제어기 연구 결과를 기술하였다. 여기서 복합손상이란 무인항공기의 주익과 수직미익의 동시 손상을 의미한다. 시뮬레이션을 통하여 종/횡축 불안정성과 비행역학 특성을 확인하였다. 이를 바탕으로 두 가지 형태의 역변환 제어기 기반 적응형 신경망 제어기를 설계하였다. 또한 두 가지 역변환 제어기 구조에 따라 무인항공기의 복합 손상 시 제어 성능 분석을 수행하였다. 역변환 제어기 구조에 따라서 일반 상황과 손상 상황에서 성능 차이를 확인하였다. 최종적으로 무인기에 발생된 복합손상으로 인한 항공기의 불안정성은 적용된 제어기를 통하여 극복할 수 있음을 확인하였다.

Adaptive Sliding Mode Traffic Flow Control using a Deadzoned Parameter Adaptation Law for Ramp Metering and Speed Regulation

  • Jin, Xin;Eom, Myunghwan;Chwa, Dongkyoung
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권5호
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    • pp.2031-2042
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    • 2017
  • In this paper, a novel traffic flow control method based-on ramp metering and speed regulation using an adaptive sliding mode control (ASMC) method along with a deadzoned parameter adaptation law is proposed at a stochastic macroscopic level traffic environment, where the influence of the density and speed disturbances is accounted for in the traffic dynamic equations. The goal of this paper is to design a local traffic flow controller using both ramp metering and speed regulation based on ASMC, in order to achieve the desired density and speed for the maintenance of the maximum mainline throughput against disturbances in practice. The proposed method is advantageous in that it can improve the traffic flow performance compared to the traditional methods using only ramp metering, even in the presence of ramp storage limitation and disturbances. Moreover, a prior knowledge of disturbance magnitude is not required in the process of designing the controller unlike the conventional sliding mode controller. A stability analysis is presented to show that the traffic system under the proposed traffic flow control method is guaranteed to be uniformly bounded and its ultimate bound can be adjusted to be sufficiently small in terms of deadzone. The validity of the proposed method is demonstrated under different traffic situations (i.e., different initial traffic status), in the sense that the proposed control method is capable of stabilizing traffic flow better than the previously well-known Asservissement Lineaire d'Entree Autoroutiere (ALINEA) strategy and also feedback linearization control (FLC) method.

신경회로망을 이용한 공압구동기의 위치 추종제어에 관한 연구 (A Study on Tracking Position Control of Pneumatic Actuators Using Neural Network)

  • Gi Heung Choi
    • 한국안전학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.115-123
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    • 2000
  • 공압구동기는 다양한 형태의 위험작업 환경하에서 사용되고 있다. 또한, 공압구동기를 적용한 공정은 일반적으로 환경친화적인 것으로 인식되고 있다. 대부분의 경우, 공압구동기는 point to point 제어에 사용된다. 그러나, 최근 공압구동기의 정밀 위치제어에 관한 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 비례밸브로 구성된 공압구동기의 추종위치제어에 관하여 논의한다. 제안되는 제어기는 압력제어 루프와 위치제어 루프로 구성된다. 공기의 압축성에 기인한 비선형성을 상쇄하기 위하여 되먹임선형화에 의한 PID제어기가 압력제어 루프에 사용된다. 위치제어에는 신경회로망을 사용하여 비선형성을 보상한 PID제어기가 사용된다. 실험결과에 의하면, 제안된 제어기는 공압구동기의 추종성능을 대폭 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

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DACS형 직격요격비행체의 비선형 가속도 조종루프 설계 (Nonlinear Acceleration Controller Design for DACS Type Kill Vehicle)

  • 이창훈;김태훈;전병을
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.54-64
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    • 2015
  • 본 논문에서는 DACS(Divert and Attitude Control System)를 장착한 KV(kill vehicle)의 비선형 가속도 조종루프 설계에 대해서 다룬다. ACS(Attitude Control System)는 받음각을 0으로 유지시키는 추력을 유발시키며, 받음각 제어를 위해 ACS를 제어명령으로 사용하는 궤환선형화 기반 비선형 받음각 조종루프를 제안한다. 받음각이 0인 조건에서는 비행경로각과 자세각이 일치하기 때문에 DCS(Divert Control System)는 유도루프에서 요구하는 측방향 가속도를 직접 생성하도록 제어한다. 이러한 방식에서는 추력에 의한 공력간섭 효과를 최소화 시킬 수 있으며, DCS와 ACS의 운용로직을 단순화 시킬 수 있다. 수치 시뮬레이션을 통해 제안한 기법의 성능을 검증한다.

한국형 우주비행기의 기준 항력 추종 기반 재진입 유도 기법 (Reentry Guidance for Korean Space Plane Based on Reference Drag Following)

  • 윤다인;김영원;이창훈;최한림;유혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권8호
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    • pp.637-648
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    • 2021
  • 본 논문에서는 한국형 우주비행기(KSP)에 대한 새로운 재진입 유도를 제안하고자 한다. 제안된 방법은 우주 왕복선 유도 개념과 유사하게 다양한 비행경로 제약조건과 경계조건을 만족시키는 기준 항력 프로파일을 미리 결정하고, 결정된 기준 항력 프로파일을 추종하는 방식으로 유도명령이 구현된다. 이를 위해 본 연구에서는 항력 동역학을 조사하였으며, 그 결과 항력과 비행경로각의 동역학적 응답 특성이 상당히 다르다는 사실이 밝혀졌다. 이 사실을 바탕으로 제안한 유도명령은 시간분리 기법과 궤환선형화 방법을 사용하여 결정된다. 제안한 유도기법의 주요 특징은 간단한 구조와 명확한 작동 메커니즘에 있다. 따라서 제안된 방법은 기존 방법에 비해 구현이 간단하다. 본 논문에서는 제안된 방법의 성능을 조사하기 위해 수치 시뮬레이션을 수행한다.