• 제목/요약/키워드: robustness design

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$H_2$/H$\infty$$\mu$이론을 이용한 유연 빔의 위치제어 (Robust Positioning Control of a Flexible beam using $H_2/H_{\infty}$ and $\mu$-theory)

  • 최연욱
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.101-107
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    • 2001
  • 본 연구는 유연한 빔의 위치를 제어하기 위한 강인한 제어기 설계를 위한 하나의 방법으로서 혼합 $H_2/H_{\infty}$$\mu$이론을 이용한 하나의 방법을 제시하고 있다. 먼저 제어기의 설계를 위한 유연한 빔의 수식모델을 얻기 위해 해석적인 방법과 실험을 통한 방법을 적용하였다. 이 결과로서 강인한 제어기의 설계를 위해 필요한 불확실성의 영역에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 다음, 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 이론을 상기모델에 적용하여 강인한 제어기를 설계하고, 여기에 $\mu$이론을 적용하여 일반적으로 혼합 $H_{\infty}$ 제어기가 가질 수 있는 보수성을 완화시킨다 마지막으로 Simulation과 실험을 통하여 설계된 제어기의 유효성을 보인다.

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유도전동기 드라이브의 고성능 제어를 위한 PI, FNN 및 ALM-FNN 제어기의 비교연구 (Comparative Study of PI, FNN and ALM-FNN for High Control of Induction Motor Drive)

  • 강성준;고재섭;최정식;장미금;백정우;정동화
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.408-411
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    • 2009
  • In this paper, conventional PI, fuzzy neural network(FNN) and adaptive teaming mechanism(ALM)-FNN for rotor field oriented controlled(RFOC) induction motor are studied comparatively. The widely used control theory based design of PI family controllers fails to perform satisfactorily under parameter variation nonlinear or load disturbance. In high performance applications, it is useful to automatically extract the complex relation that represent the drive behaviour. The use of learning through example algorithms can be a powerful tool for automatic modelling variable speed drives. They can automatically extract a functional relationship representative of the drive behavior. These methods present some advantages over the classical ones since they do not rely on the precise knowledge of mathematical models and parameters. Comparative study of PI, FNN and ALM-FNN are carried out from various aspects which is dynamic performance, steady-state accuracy, parameter robustness and complementation etc. To have a clear view of the three techniques, a RFOC system based on a three level neutral point clamped inverter-fed induction motor drive is established in this paper. Each of the three control technique: PI, FNN and ALM-FNN, are used in the outer loops for rotor speed. The merit and drawbacks of each method are summarized in the conclusion part, which may a guideline for industry application.

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이동물체 추적을 위한 퍼지제어 시스템 설계 (A Design of Fuzzy Control System for Moving Object Tracking)

  • 강석범;김재기;양태규
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.738-745
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    • 2001
  • 본 논문에서는 추적시스템이 3차원 공간을 움직이는 이동물체를 추적한다. 오차없이 추적하기 위하여 제어시스템은 인공지능을 가진 퍼지제어기를 사용하였다. 추적시스템은 요(yaw)운동과 롤(roll) 운동을 통해 3차원 공간을 추적한다. 추적시스템으로는 2링크 매니플레이터를 사용하였고, 매니플레이터의 관절각 $\theta_1는 0^{\circ}에서\; 360^{\circ}$까지 회전 할 수 있으며, 관절각 $\theta_a는 0^{\circ}에서\; 180^{\circ}$까지 회전할 수 있다. 퍼지제어기의 퍼지화 방법은 싱클톤방법, 제어 규칙은 25개, 추론법은 간략화된 Mamdani의 추론법, 비퍼지화 방법은 간략화된 무게 중심법을 사용하였다. 시뮬레이션은 퍼지제어기의 성능을 평가하기 위해 같은 조건하에 CTM제어기와 비교하였다. 매니플레이터에 외란 토크를 적용하지 않았을 때 두 제어기 모두 추적오차가 0에 가까웠으며, 외란토크가 0.4N 일 때 CTM제어기를 사용한 경우에는 퍼지제어기를 사용한 경우보다 시뮬레이션결과 절대 오차 합이 10배 이상 큼을 알 수 있다. 퍼지 제어기가 CTM제어기보다 외란토크의 추가시 강함을 검증하였다.

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직류모터를 위한 효과적인 Lead/Lag 제어기 설계에 관한 연구 (On the Design of an Effective Lead/Lag Controller for DC Motors)

  • 김왕순;이병훈;원대호;양연모
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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    • pp.959-962
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    • 2010
  • 공장 자동화와 로봇공학 등 다양한 산업현장에서 제어 공학은 이용된다. 이러한 제어 공학에서 위치제어와 속도제어를 위해 많은 제어기들이 연구되어 사용되고 있다. 특히, 본 논문에서는 간단하면서 견고한 제어기 중 능동 소자를 이용한 PID (Proportional-Integral-Derivative) 제어기와 수동소자를 이용한 Lead/Lag제어기를 설계하는데 있어 MATLAB 툴을 이용하여 정확한 성능 검증을 수행하려고 한다. 또한, 본 논문에서는 DC 모터를 위해 개선된 PID 및 Lead/Lag제어기 설계하고, 제안한 Lead/Lag 제어기의 효율성을 보여주고자 한다. 제안한 Lead/Lag 제어기는, 단계적인 변수 조정을 통하여 DC 모터 뿐 아니라 복잡한 제어 시스템에 대해서도 효과적으로 응용 가능하다. 결과적으로, 제시된 각 제어기들은 응답시간을 줄인다거나 시스템 에러를 최소화 시키는 등의 산업분야의 문제를 해결하는데 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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재수렴성 경로를 고려한 견실한 신호 전이 밀도 예측 (Robust Signal Transition Density Estimation by Considering Reconvergent Path)

  • 김동호;우종정
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제9A권1호
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    • pp.75-82
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    • 2002
  • 전력 소모 예측에 필요한 신호 전이 밀도를 구하기 위하여, 제로 지연 모델에 대한 견실한 신호 전이 밀도 전파 방법이 제시된다. 제로 기연 모델을 위한 전력 예측은 전력 소모의 하한 경계값을 위한 적절한 기준이다. 입력 특성이 일반적으로 설계 단계에 알려져 있지 않기 때문에 광범위한 입력 특성에 대한 견실한 예측은 전력 소모에 대하여 매우 중요하다. 본 연구에서는 기존의 신호 전이 예측 방법에 대하여 입력 및 출력의 변이 특성을 분석하고 이러한 분석 결과에 근거하여 새로운 견실한 신호 전이 밀도 전파 방법을 제안한다. 실제 회로에 적용하기 위하여 전력 예측의 정확성에 크게 영향을 미치는 재수렴성 경로를 고려한 알고리즘을 제안 및 연구한다. 실험에 의하면 제안한 방법이 기존의 방법과 비교할 때 더욱 양호한 견실성 및 종래의 방식에 상응하는 정확성과 경과 시간을 보여준다.

Power Control Strategies for Single-Phase Voltage-Controlled Inverters with an Enhanced PLL

  • Gao, Jiayuan;Zhao, Jinbin;He, Chaojie;Zhang, Shuaitao;Li, Fen
    • Journal of Power Electronics
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    • 제18권1호
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    • pp.212-224
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    • 2018
  • For maintaining a reliable and secure power system, this paper describes the design and implement of a single-phase grid-connected inverter with an enhanced phase-locked loop (PLL) and excellent power control performance. For designing the enhanced PLL and power regulator, a full-bridge voltage-controlled inverter (VCI) is investigated. When the grid frequency deviates from its reference values, the output frequency of the VCI is unstable with an oscillation of 2 doubling harmonics. The reason for this oscillation is analyzed mathematically. This oscillation leads to an injection of harmonics into the grid and even causes an output active power oscillation of the VCI. For eliminating the oscillation caused by a PLL, an oscillation compensation method is proposed. With the proposed method, the VCI maintains the original PLL control characteristics and improves the PLL robustness under grid frequency deviations. On the basis of the above analysis, a power regulator with the primary frequency and voltage modulation characteristics is analyzed and designed. Meanwhile, a small-signal model of the power loops is established to determine the control parameters. The VCI can accurately output target power and has primary frequency and voltage modulation characteristics that can provide active and reactive power compensation to the grid. Finally, simulation and experimental results are given to verify the idea.

슬림형 광 디스크 드라이브의 축방향 진동에 대한 실험적 해석 (Experimental Analysis of Axial Vibration in Slim-type Optical Disc Drive)

  • 박대경;전규찬;이성진;장동섭
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제12권11호
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    • pp.833-839
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    • 2002
  • As the demand for slim laptops requires low-height optical disc drives, vibration problems of optical disc drives are of great concern. Additionally, with the decrease of a track width and a depth of focus in high density drives, studies on vibration resonance between mechanical parts become more important. From the vibration point of view, the performance of optical disc drives is closely related with the relative displacement between a disc and an objective lens which is controlled by servo mechanism. In other words, to read and write data properly, the relative displacement between an optical disc and an objective lens should be within a certain limit. The relative displacement is dependent on not only an anti-vibration mechanism design but also servo control capability. Good servo controls can make compensation for poor mechanisms, and vice versa. In a usual development process, robustness of the anti-vibration mechanism is always verified with the servo control of an objective lens. Engineers partially modify servo gain margin in case of a data reading error. This modification cannot correct the data reading error occasionally and the mechanism should be redesigned more robustly. Therefore it is necessary to verify a mechanism with respect to the possible servo gain plot. In this study we propose the experimental verification method for anti-vibration mechanism with respect to the existing servo gain plot. Thismethod verifies axial vibration characteristics of optical disc drives on the basis of transmissibility. Using this method, we verified our mechanism and modified the mechanism for better anti-vibration characteristics.

$H_\infty$제어에 의한 병렬형 도립진자의 제어에 관한 연구 (A Study on the Control of Parallel-Type Inverted Pendulum by $H_\infty$ Control)

  • 양주호;변정환
    • 수산해양기술연구
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    • 제31권2호
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    • pp.178-189
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    • 1995
  • 병렬형 도립진자를 수학적으로 모델링하고 주파수 응답법에 의해 파라미터를 동정하여, $H_\infty$제어이론 중 혼합감도문제에 의거하여 제어계를 설계한 후 응답 시뮬레이션을 한 결과그 응답으로부터 모델링의 불확실성에 대처할 수 있는 강인한 제어계를 구성할 수 있었다. 앞으로 실제 시스템에 대하 s제어들 과제로 남겨두고 있다. 시뮬레이션 응답과는 달리 실제 으답실험에서도 좋은 결과를 얻기 위해서는 여러 가지의 어려움이 있을 것으로 예상된다. 특히 응답 시뮬레이션에서도 나타난 바와 같이 전자가 미소각으로 기울어진 상태에서 제어를 할 경우에도 각 상태의 변동량이 크고, 또한 상당한 제어입력을 요한다. 따라서 센서 잡음에 대한 영향을 충분히 고려할 필요가 있으므로, 노이즈를 많이 발생시키는 PWM방식의 직류모터 구동 드라이버보다는 선형 드라이버를 이용하는 것이 적절할 것으로 예상된다

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퍼지와 비례 제어를 이용한 지게차 AGV의 주행제어 (Fuzzy and Proportional Controls for Driving Control of Forklift AGV)

  • 김정민;박정제;전태룡;김성신
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.699-705
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    • 2009
  • 본 논문은 지게차 AGV(autonomous ground vehicle)의 자율주행을 위한 제어 방법에 관한 연구이다. 기존에 개발된 지게차 AGV의 위치측정 방법으로는 자기-자이로 유도(magnet-gyro guidance) 방식과 유선 유도(wire guidance) 방법이 있지만, 유지보수에 대한 지속적인 노력과 비용문제가 있으며, 작업 환경의 변화에 따라 작업 환경을 재구성해야하는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 외란에 강인하고 작업 환경 및 작업 내용의 변경에 유연한 시스템을 구축하기 위해 레이저 내비게이션 센서와 엔코더, 자이로 센서의 센서융합을 통한 위치측정 시스템을 개발하였다. 또한 팔레트를 하역 운송해야하는 지게차 AGV의 주행제어를 위해 팔레트와 지게차 AGV 사이의 거리 차와 각도 차를 바탕으로 퍼지 제어 및 비례 제어를 이용한 주행제어기를 설계하였다. 본 연구에서 제안한 지게차 AGV를 위한 제어 시스템의 성능 분석을 위해 물류 운송작업이 가능한 작업공간에서 동일한 하역 작업을 10회 반복 하였다. 그 결과, 시뮬레이션에 의해 생성된 경로와 실제 주행경로의 최대 평균 오차가 87.77mm를 가짐을 확인하였다.

기상계측시스템을 위한 풍향.풍속모듈 및 DSP 센서 인터페이스시스템 설계 (The Design of a Wind Speed & Direction Module and a DSP Sensor Interface System for the Meteorological System)

  • 송도호;주재훈;옥기태;김상갑;최중경
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권8호
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    • pp.1478-1485
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    • 2007
  • 본 논문에서는 풍향 풍속 계측모듈 및 DSP 센서인터페이스 회로 보드를 포함하는 기상계측 시스템을 제안한다. 이 DSP 시스템은 풍향풍속모듈, 대기압센서, 대기 온도 센서의 정보를 받아들이고, 빠르게 처리하여 PC 모니터링 시스템에 전달한다. 특히 풍향 풍속 모듈과 DSP 하드웨어는 직접 설계하여 적용한다. 풍향 풍속 모듈은 바람에 관한 벡터적 정보를 얻기 위해 4개의 박막형 RTD(Resistive Temperature Detectors) 저항센서를 히팅 코일에 의해 일정하게 가열된 원기둥 모양의 지지 표면에 벡터적으로 배치하는 구조를 채택한다. 이 구조를 채택한 계측 모듈은 진동, 습기, 부식 등에 강인하면서 정확한 계측을 가능케 한다. 센서 신호처리 회로는 TI사의 고속 DSP인 TMS320F2812 사용한다. 적용된 풍향 풍속 모듈을 통해 얻어진 데이터와 DSP 인터페이스 회로보드의 빠른 데이터 처리를 통해 저렴한 기상계측시스템을 구성 할 수 있었다.