• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권9호
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• pp.1240-1247
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• 2001

A robust control design scheme using well-developed SISO techniques is proposed for maglev vehicles that are inherently unstable MIMO systems. The proposed separate control method has basically two control loops: a stabilizing loop by a pole-placement technique, and a performance loop using a novel optimal LQ loop-shaping technique. This paper shows that the coupling terms involved in maglev vehicles with multimagnets should not be neglected but compensated for their stability and performance robustness. The robustness properties of the proposed control system are then evaluated under variations of vehicle masses and air gaps through a computer simulation. This paper also describes the reason why the proposed control technique can be suggested as a tool using only SISO techniques in controlling unstable MIMO systems such as maglev vehicles.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권4호
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• pp.833-845
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• 2001

Quantitative Feedback Theory(QFT) has been used to design a robust power system stabilizer(PSS) to improve transient and dynamic stabilities of a power system. This design technique is basically accomplished in frequency domain. The most important feature of QFT is that it is able to deal with the design problem of complicated uncertain plants. A basic idea in QFT design is the translation of closed-loop frequency-domain specifications into Nichols chart domains specifying the allowable range of the nominal open-loop response and then to design a controller by using the gain-phase loop shaping technique. This paper introduces a new algorithm to compute QFT bounds more efficiently. The propose QFT design method ensures a satisfactory performance of the PSS under a wide range of power system operating conditions.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.1796-1803
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• 2006

본 연구에서는 비선형성이 강한 대표적인 불안정한 시스템으로 새로운 제어 이론의 유효성을 실증하고 평가하기에 적합한 도립 진자 시스템의 강인 안정 및 강인 제어 성능을 확보하기 위하여 $H_{\infty}$ 제어 이론을 도입하여 최적 제어기를 설계하였다. 그리고, 저역통과 필터를 제어 대상 시스템과 종속으로 결합시켜 개루프 전달함수의 형성(loop shaping)을 시도함으로서, 감도함수 및 상보감도함수가 바람직 한 주파수 특성을 갖도록 하였다. 먼저, 설계한 $H_{\infty}$제어기를 도립진자 제어시스템에 적용하여 시뮬레이션 하였고, 그 결과를 전통적인 기법으로 산업현장에서 널리 사용하고 있는 PID제어기를 채용한 시스템의 출력과 비교하여 그 가능성을 확인하였다. 그런 다음, 설계 한 제어기를 실제 시스템에 적용하여 실험하였다. 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해, $H_{\infty}$ 제어기는 모델링 오차, 외란 및 노이즈의 영향을 줄이면서 제어목표를 잘 추종하는 것으로 나타나 안정도 및 제어성능이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.1-7
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• 2002

정량적 궤환이론(Quantitative Feedback Theory : QFT)은 플랜트 불확실성과 외란에도 불구하고 요구된 시스템의 제어성능을 성취하기 위해서 궤환의 사용을 강조하는 매우 실제적인 설계기법이다. 이 QFT의 루프형성과정은 요구된 경계조건이 만족될 때까지 강인한 제어기를 설계하는 것을 허용한다. 본 논문에서는 QFT의 루프형성을 이용한 PID 제어기의 최적 설계방법을 제안한다. 제안된 방법은 QFT 경계조건에 의해 얻어진 2차원의 시스템 행렬과 출력 벡터를 재배열하는 것으로부터 전개된 선형 연립방정식으로부터 PID 제어기의 파라미터 벡터를 식별하는 방식이다. 제안된 방법의 유용성은 터빈의 속도제어 문제에 의해 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.1087-1090
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• 1996

The objective of this paper is to present a new input torque shaping method for slewing and vibration suppression of flexible structure based on Fourier series expansion. Vibration energy of the structure with shaped control input is investigated with respect to the shaping parameter of the reference torque, maneuver time and the number of trigonometric functions to be included in the series. Analytic expressions of the performance indices and their derivatives are derived in the modal coordinates. Numerical results show the effectiveness of the proposed approach to design the open-loop control law that modifies the shape of input torque for simultaneous slewing and vibration suppression.

• 대한공업교육학회지
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• 제31권2호
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• pp.364-380
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• 2006

본 연구는 모델링 오차를 갖는 유연구조물의 잔류진동을 억제하는 입력설계에 대한 방법이다. 개루프 제어방법으로 시간지연방법을 이용하여 여러 가지 형태로 설계된 입력을 사용하여 유연구조물의 강체운동과 잔류진동을 억제함을 시뮬레이션과 실험을 통해 비교 확인해 보았다. 또한 모델 오차에 대한 강인성 측면에서도 해석적으로 개루프 시스템에서 검토해 보았다. 여기서 사용된 입력설계(Input-Shaping) 방법은 일련의 임펄스 콘볼류션을 이용하여 진동이 제어되는 입력을 설계한다. 실린더 모양의 허브와 양쪽에 유연한 날개 모양을 가진 모델이 실험에 이용되었으며 제안된 입력설계 명령과 설계되지 않은 명령에 대한 강체운동과 구조물의 잔류진동을 측정하여 입력설계 방법의 효과를 확인하였다. 날개모양의 구조물은 길고 유연하여 운동 상태에서 낮은 주파수 진동을 수반하는 구조물이다. 또한, 적절히 설계된 입력이 폐루프 제어시스템의 입력으로 사용할 때의 응답을 개루프 제어시스템의 응답과 비교하기 위해 해석적 방법을 통해 살펴보았다. 제어의 목적은 강체의 빠른 정착시간, 유연 구조물의 빠른 잔류진동 감쇄, 모델의 불확실성에 대한 강인성 등을 검토해 보는 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.964-971
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• 1991

평탄한 잡음 주파수 특성을 갖는 예측부호화에서 신호 압축을 목표로하여 적절한 잡음 감소 회로를 사용한다면 높은 주파수 성분으로 천이시킬 수 있다. 이 경우 직접 잡음을 제어하는 필터를 사용하는 방법이 있으나 본 논문에서는 신호를 몽롱화(blurring)하는 알고리즘의 특성을 정보령 압축과 잡음 처리면에서 연구하였다 전처리 필터의 몽롱화 과정에 균등 가중이 도입되었으며 이 몽롱화 후처리 필터에 의해 신호가 복원된다. 이처럼 주파수 영역에서 잡음 천이 범위는 필터 크기에 의존한다. 신호몽롱화에 의해 잡음이 증가하기는 하나 지역 통과 특성을 갖는 시각적 감도에 적합한 부호화에 효과적임을 보았다.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권3호
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• pp.266-272
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• 2014

This study proposes a closed-loop shaping control method with $H_{\infty}$ optimization for optical image stabilization (OIS) in mobile phone cameras. The image stabilizer is composed of a horizontal stage constrained by ball bearings and actuated by the magnetic force from voice coil motors. The displacement of the stage is measured by Hall effect sensors. From the OIS frequency response experiment, the transfer function models of the stage and Hall effect sensor were identified. The weight functions were determined considering the tracking performance, noise attenuation, and stability with considerable margins. The $H_{\infty}$ optimal controller was executed using closed-loop shaping and limiting the controller order, which should be less than 6 for real-time implementation. The control algorithm was verified experimentally and proved to operate as designed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.1037-1040
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• 1998

In this research a fault-tolerant and bumpless switching control is proposed for boiler systems used in the power plants. Firstly, three operating points are selected to control the nonlinear boiler through the full operational range, and the $H_{\infty}$ loop shaping controller and the model-based predictive controller(MBPC) are designed. To prevent the windup and bump problems which are caused by the actuator saturation and the controller switching, an anti-windup and bumpless transfer technique is adopted to the $H_{\infty}$ loop shaping controller. Also the constrained gain-scheduling technique is applied to MBPC to achieve the same objective. Secondly, the fault-tolerant control technique is proposed to continue the control action without stopping the boiler operation even in case of some faults. Through various simulation studies, the performances of the proposed control techniques are demonstrated.

• 전기학회논문지
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• 제58권1호
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• pp.160-167
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• 2009

In this paper, we apply the robust disturbance observer (DOB) to a SPM-based data storage (SDS) system. In the SDS system, coupling dynamics and parameter uncertainties are obstacles to the precision tracking control. Although the DOB is known to be an effective method to reject disturbances, there has been no systematic design approach to how to design DOB parameters. In this paper, the robust DOB is formulated based on the robust stabilization of normalized coprime factor plant description and the $H{\infty}$ loop shaping method. From the simulation and experimental results. the improved robustness and performance are obtained by the proposed robust DOB.