• 제목/요약/키워드: linear and bilinear matrix inequalities

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관측기 모델 선정을 통한 모델 불확실성을 갖는 선형 시불변 시스템 강인 안정화 (Robust Stabilization of Uncertain LTI Systems via Observer Model Selection)

  • 오상록;김정수;심형보
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.822-827
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    • 2014
  • This paper presents a robust observer-based output feedback control for stabilization of linear time invariant systems with polytopic uncertainties. To this end, this paper not only finds a robust observer gain but also suggests how to determine the model used in the observer, which is not obvious due to model uncertainties in the conventional observer design method. The robust observer gain and the observer model are selected in a way that the whole closed-loop is stable by solving LMIs and BMIs (Linear Matrix Inequalities and Bilinear Matrix Inequalities). A simulation example shows that the proposed robust observer-based output feedback control successfully leads to closed-loop stability.

강인 지능형 디지털 재설계 방안 연구 (Robust Intelligent Digital Redesign)

  • 성화창;주영훈;박진배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.220-222
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    • 2006
  • This paper presents intelligent digital redesign method of global approach for hybrid state space fuzzy-model-based controllers. For effectiveness and stabilization of continuous-time uncertain nonlinear systems under discrete-time controller, Takagi-Sugeno(TS) fuzzy model is used to represent the complex system. And global approach design problems viewed as a convex optimization problem that we minimize the error of the norm bounds between nonlinearly interpolated lineal operators to be matched. Also, by using the bilinear and inverse bilinear approximation method, we analyzed nonlinear system's uncertain parts more precisely. When a sampling period is sufficiently small, the conversion of a continuous-time structured uncertain nonlinear system to an equivalent discrete-time system have proper reason. Sufficiently conditions for the global state-matching of the digitally controlled system are formulated in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Finally, a T-S fuzzy model for the chaotic Lorentz system is used as an example to guarantee the stability and effectiveness of the proposed method.

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보상된 bilinear 변환을 이용한 향상된 LMI 기반 지능형 디지털 재설계 (An Improved LMI-Based Intelligent Digital Redesign Using Compensated Bilinear Transform)

  • 김도완;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2005년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제15권 제2호
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    • pp.91-94
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    • 2005
  • This paper presents a new linear- matrix- inequality- basedintelligent digital redesign (LMI-based IDR) technique to match he states of the analog and the digital control systems at the intersampling instants as well as the sampling ones. The main features of the proposed technique are: 1) the multirate control is employed, and the control input is changed N times during one sampling period; 2) The proposed IDR technique is based on the compensated bilinear transformation.

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Positive Real Control for Uncertain 2-D Singular Roesser Models

  • Xu Huiling;Xie Lihua;Xu Shenyuan;Zou Yun
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제3권2호
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    • pp.195-201
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    • 2005
  • This paper discusses the problem of positive real control for uncertain 2-D linear discrete time singular Roesser models (2-D SRM) with time-invariant norm-bounded parameter uncertainty. The purpose of this study is to design a state feedback controller such that the resulting closed-loop system is acceptable, jump modes free and stable, and achieves the extended strictly positive realness for all admissible uncertainties. A version of positive real lemma for the 2-D SRM is given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Based on the lemma, a sufficient condition for the solvability of the positive real control problem is derived in terms of bilinear matrix inequalities (BMIs) and an iterative procedure for solving the BMIs is proposed.

Design of Controller for Affine Takagi-Sugeno Fuzzy System with Parametric Uncertainties via BMI

  • Lee, Sang-In;Joo, Young-Hoon;Park, Jin-Bae
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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    • pp.658-662
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    • 2004
  • This paper develops a stability analysis and controller synthesis methodology for a continuous-time affine Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with parametric uncertainties. Affine T-S fuzzy system can be an advantage because it may be able to approximate nonlinear functions to high accuracy with fewer rules than the homogeneous T-S fuzzy systems with linear consequents only. The analysis is based on Lyapunov functions that are continuous and piecewise quadratic. The search for a piecewise quadratic Lyapunov function can be represented in terms of bilinear matrix inequalities (BMIs). A simulation example is given to illustrate the application of the proposed method.

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시간 지연을 갖는 이산 시간 비선형 시스템에 대한 H∞ 퍼지 강인 제어기 설계 (Robust H∞ Fuzzy Control for Discrete-Time Nonlinear Systems with Time-Delay)

  • 김택룡;박진배;주영훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.324-329
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    • 2005
  • 본 논문에서는 시간 지연을 갖는 이산 시간 비선형 시스템을 $H\infty$ 의미에서 안정하게 하는 정적 출력 제한 퍼지 제어기 설계를 제시한다. 먼저 대상이 되는 비선형 시스템은 Takagi-Sugeno 퍼지 모델로 표현 되어진다. 그리고 parallel distributed compensation technique을 이용하여 퍼지 제어기의 형태를 만든다. 하나의 Lyapunov 함수를 정하여서 폐루프 시스템의 전역 점근적 안정성과 외란에 대한 강인성을 bilinear matrix inequality 형태로 제시한다. 그리고 합동변환법과 동질성 변환법을 통해 이것을 선형 행렬 부등식 (linear matrix inequality) 으로 표현한다. 제안된 방법의 효율성과 가능성을 보여주기 위해 한 예제를 포함한다.

관측기 기반 시스템에 대한 강인 디지털 재설계 (Robust Digital Redesign for Observer-based System)

  • 성화창;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.285-290
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    • 2007
  • 본 논문은 관측기 기반 시스템에 대한 강인 디지털 재설계 방안을 제안한다. 디지털 재설계란, 기존의 안정화 된 연속시간 플랜트와 이산 시간에서 설계된 디지털 제어기와의 상태 접합 및 안정도 분석을 통해 전체 시스템을 재구성하는 것을 말한다. 그리고 전 역적 접근을 위한 방안으로서 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 후, 에러가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화하여 상태 접합을 이루고자 하였다. 본 논문에서는 관측기 기반 시스템에 대한 디지털 재설계를 목표로 하되, 추가적인 파라미터 불확실성을 고려한 강인 디지털 재설계를 구성하게 된다. 파라미터 불확실성은 이산화 과정에서 구조적 형태가 변화하기 때문에, 이를 고려하여 주어진 식을 선형 행렬 부등식 형태로 나타내게 된다. 이 조건들을 통해 디지털 재 설계의 상태 접합 및 안정도가 유도 가능하다는 것을 본 논문에서 증명하게 된다.

불확실성을 갖는 비선형 시스템의 강인한 지능형 디지털 재설계 (Robust Intelligent Digital Redesign of Nonlinear System with Parametric Uncertainties)

  • 성화창;주영훈;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.138-143
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    • 2006
  • 본 논문은 불확실성을 포함한 비선형 시스템에 대한 제어를 위해 강인 지능형 디지털 재설계의 전 역적 접근 방안에 대해 제안하고자 한다. 이산화를 통한 제어기 설계에 있어서 불확실성이 포함된 실시간 비선형 시스템에 대해 보다 효율적이고 안정적인 접근을 위해 T-S 퍼지 모델이 사용되었다. 그리고 전역적 접근을 위한 방안으로서 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 후, 오차가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화 하여 상태 접합을 이루고자 하였다. 또한 쌍선형과 역 쌍선형 기법을 사용함으로써 불확실성이 포함된 비선형 시스템을 보다. 더 정확하게 분석하였다. 샘플링 기간이 충분히 작다면, 불확실 비선형 시스템의 실시간 시스템으로의 전환이 충분한 이유를 가지게 된다. 전 역적 접근을 통한 디지털로 제어된 시스템은 선형 행렬 부등식 형태로 바꾸어 시스템의 안정성을 보장하고자 하였다. 마지막으로 T-S 퍼지 모델로 분석된 혼돈 Lorenz system에 적용함으로써 제안된 방법의 안정성과 효율성을 확인한다.