• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제21권12호
• /
• pp.1136-1141
• /
• 2015

In this paper, we develop a sliding mode controller that uses a nonlinear sliding manifold for the permanent magnet synchronous motor. The proposed controller makes sure that both currents and velocity tracking error converge into equilibria. Nonlinear sliding manifold consists of current dynamics and nonlinear functions which are designed with velocity tracking error and its integrated term. The nonlinear functions are designed to guarantee that velocity tracking error converge into zero. The closed-loop stability is proven by Lyapunov theory. The effectiveness of proposed method is demonstrated by numerical simulation results.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제26권4호
• /
• pp.651-658
• /
• 2009

Nonlinear sliding surface design in variable structure systems for spacecraft attitude control problems is studied. A robustness analysis is performed for regular form of system, and calculation of actuator bandwidth is presented by reviewing sliding surface dynamics. To achieve non-singular attitude description and minimal parameterization, spacecraft attitude control problems are considered based on modified Rodrigues parameters (MRP). It is shown that the derived controller ensures the sliding motion in pre-determined region irrespective of unmodeled effects and disturbances.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.16-22
• /
• 2016

세계적으로 수많은 로봇연구실에서 이륜 도립진자 이동로봇에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 이런 이륜 도립진자 이동로봇이 평탄한 경사면에서 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 강인 제어기를 개발하는 것으로 고려한다. 경사면에서 이륜 도립진자 이동로봇의 균형을 위해 3 자유도의 운동방정식에서 선회운동을 제한한 2 자유도 동력학식을 사용하며, 가변구조시스템 이론을 근간으로 하는 슬라이딩 모드 제어기를 제안하고 LQR 이론을 이용하여 슬라이딩 운동이 일어나는 슬라이딩 평면을 설계한다. 시뮬레이션을 위해 Mathworks사의 Simulink를 활용하여 이륜 도립진자 이동로봇의 2 자유도 모델을 실현하고, 슬라이딩 모드 제어기 또한 Simulink를 이용하여 구현한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 제어기가 경사면을 주행하는 이륜 도립진자 이동로봇을 효과적인 제어한다는 것을 보인다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.226-234
• /
• 2022

자율주행체와 네트워크기반 제어 기술의 발달에 따라서, 하나의 에이전트를 제어하는 것을 넘어서 다수의 이동체를 분산 제어하는데 사용 가능한 다중 에이전트의 컨센서스 제어에 대한 관심과 연구가 증가하고 있다. 컨센서스 제어는 분산형 제어이기 때문에, 정보 교환은 실제 시스템에서 지연을 가지게 된다. 또한, 시스템에 대한 모델을 정확히 수식적으로 표현하는데 있어서 한계를 갖는다. 이런 한계를 극복하는 방법 중에 하나로서 강화 학습 기반 컨센서스 알고리즘이 개발되었지만, 불확실성이 큰 환경에서 느린 수렴을 갖는 경우가 자주 발생하는 특징을 보이고 있다. 따라서, 이 논문에서는 불확실성에 강인한 특성을 갖는 슬라이딩 모드제어를 강화학습과 결합한 슬라이딩 강화학습 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 기존의 강화학습 기반 컨센서스 알고리즘의 제어 신호에 슬라이딩 모드 제어 구조를 추가하고, 시스템의 상태 정보를 슬라이딩 변수를 추가하여 확장한다. 모의실험 결과 다양한 시변 지연과 왜란에 대한 정보가 주어지지 않았을 때에 슬라이딩 강화학습 알고리즘은 모델기반의 알고리즘과 유사한 성능을 보이면서, 기존의 강화학습에 비해서 안정적이면서 우수한 성능을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.514-521
• /
• 2009

영구자석 매입형 동기 전동기(IPM : Interior-mounted Permanent Magnet Motor)의 전류제어는 릴럭턴스에 의존하는 최대토크 특성 때문에 표면부착형 동기전동기(SPM : Surface-mounted Permanent Magnet Motor)보다 더 복잡하다. 그러므로 고성능 토크제어를 위해서는 d축 전류와 q축 전류의 상태 디커플링이 필요하다. 하지만 상태들 사이에 영향을 미치는 인덕턴스의 변화 때문에 상태 디커플링이 어렵다. 그러므로 이 변화에 대처할 수 있는 상태 디커플링 방법의 개발이 필요하며 이를 이용한 전류의 독립제어가 필요하다. 본 논문에서는 IPM모터 에 대하여 가상 상태를 갖는 슬라이딩 모드 제어를 이용하여 상태 디커플링이 가능한 접근법을 제안한다. 제안된 슬라이딩 평면은 의란과 불확실성이 존재하더라도 PI 전류 제어기에 의해서 제어되는 공칭 시스템의 동특성을 가질 수 있다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제29권8호
• /
• pp.747-753
• /
• 2005

본 논문은 컨테이너크레인의 흔들림제어의 한 방법으로, 이송증인 컨테이너가 임의의 이송궤적을 따라서 움직이도록 하고, 또한 트롤리 및 호이스트의 위치제어를 동시에 수행하는 가변구조제어에 관한 연구이다. 자동화터미널의 야석장에서 A지점에서 B지점으로 컨테이너를 옮기고자 할 때, 쌓여 있는 주위의 다른 컨테이너들을 피하면서 이송시키거나, 혹은 양하역 작업을 장애물이 존재하는 환경에서 수행할 때 주변의 장애물과 충돌하지 않도록 이송궤적을 만들어야 함은 필수적이다. 기존치 연구들이 무조건 흔들림이 작게끔 하는 것에 초점을 맞추었던 것에 반하여 본 논문에서는 비롯 흔들림이 발생하더라도 주어진 궤적을 추종하여 이송되게끔 하는 것에 그 특징이 있다. 트롤리 및 호이스트의 위치 및 속도오차 뿐 아니라 흔들림 각변위 및 각속도오차가 슬라이딩 평면으로 정의되며, 등속구간과 도착구간에서의 제어기가 각각 별도로 설계된다. 리아프노프 방법을 이용하여 안정성을 해석하였으며 파일럿 크레인을 이용한 실험결과를 제시한다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제25권12호
• /
• pp.1817-1825
• /
• 2021

전방향 모바일 로봇은 로봇의 방향을 바꿀 필요 없이 어떤 방향으로든 움직일 수 있어 여러 응용 분야에서 적용이 쉽고 뛰어난 기동성을 제공한다. 전방향 모바일 로봇은 마찰과 같은 비선형 동적 성분을 가지고 있어 정확히 모델링하기에 어렵다. 본 연구에서는 이러한 비선형 성분을 제거하기 위하여 모바일 로봇의 역 다이내믹과 적분 슬라이딩 모드 제어기법을 사용하여 모바일 로봇 시스템을 선형화하고, 제안된 제어기법의 최적 성능을 구현하기 위하여 유전알고리즘을 사용하여 위치 및 속도 이득을 최적화한다. 성능 평가 결과 유전알고리즘을 적용한 제어기법이 임의의 이득을 갖는 제어기법보다 뛰어난 성능을 나타내었다. 그리고 제안된 역 다이내믹과 적분 슬라이딩 모드 제어기법은 다른 제어기법에서도 적용될 수 있으며, 특히 선형제어시스템 설계에 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제11권6호
• /
• pp.516-523
• /
• 2001

진화프로그래밍과 슬라이딩 모드 관측기를 이용하여 SRM의 위치 속도를 추정하고 이를 속도제어에 적용하는것을 소개하고자 한다. 회전자 정보각의 검출은 일반적으로 엔코더나 레졸버를 사용하나, 이러한 기계적인 외부 위치 센서는 가격이 비싸므로 SRM 시스템의 설치 비용과 전체 드라이버 시스템의 크기가 증가하는 요인이된다. 따라서 산업현장에 적용하는 한계의 원인이 된다. 본 연구에서는 위치 및 속도센서를 제거한 슬라이딩 모드 관측기를 사용하여 SRM 드라이브에 적용되었다. 그러나 SRM의 제어에 있어 슬라이딩 모드 관측기의 파라메터들이 매우 민감하여 작은 변화에 대해서도 위치와 속도 추정결과에 많은 영향을 미친다. 제어이득을 일정하게 유지하고, 슬라이딩 모드 관축기의 파라케터들을 크게 변화시킬 경우, 관축기의 파라메터들은 관측기의 떨림 폭을 결정하므로, 위치와 속도의 추정값의 변화가 크게 발생하여 관측기의 떨림 현상이 나타난다. 본 연구에서는 이러한 슬라이딩모드 관측기의 파라메터들과 제어기의 이득들을 방향성 벡터를 갖는 진화 프로그래밍을 사용하여 최적의 파라메터들을 선정하고, 이를 제어시스템으로 구현하고자 한다.

• 한국통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국통신학회 1990년도 하계종합학술발표회 논문집
• /
• pp.572-575
• /
• 1990

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권7호
• /
• pp.16-23
• /
• 2018

카오스는 비선형 과학 분야에서 매우 중요한 주제 중의 하나이며, Lorenz가 처음으로 소개한 이후 집중적으로 연구되어지고 있다. 카오스 시스템의 한 특성은 카오스 시스템에 의해 생성된 신호는 다른 어떤 시스템과 동기화되지 않는다는 것이다. 따라서 두 카오스 시스템은 서로 동기화되는 것이 불가능한 것처럼 보이지만, 만약 두 시스템이 적절한 방법으로 정보를 교환한다면 이 두 시스템은 동기화가 가능하다. 본 논문에서는 능동 제어와 슬라이딩 모드 제어, 그리고 리아프노프 안정도 이론을 기반으로 하는 변형된 Lorenz 카오스 시스템의 동기화 문제에 대해 다룬다. 동기화를 위해 고려한 기법은 선형상태 오차 변수에 의해 짝을 이룬 구동시스템과 응답시스템으로 구성된다. 이를 위해 우선 대상 카오스 시스템에 대해 간단히 살펴본다. 다음으로 능동제어, 슬라이딩 모드 제어 기법을 이용한 카오스 시스템의 동기화와 채터링 문제를 해결하기 위한 제어 방법을 도출한다. 전체 폐루프 시스템의 점근적 안정도는 리아프노프 안정도 이론에 의해 증명한다. 컴퓨터 시뮬레이션은 제안한 방법의 타당성을 확인하기 위해 그래픽으로 제시한다.