• 제목/요약/키워드: variable gain feedback control

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확률적 가진압력을 받는 건축구조물의 최대응답 제한을 위한 선형이차안정기의 최적설계 (Optimal Design of Linear Quadratic Regulator Restrict Maximum Responses of Building Structures Subject to Stochastic Excitation)

  • 박지훈;황재승;민경원;조소훈
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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    • pp.373-380
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    • 2001
  • In this research, a controller design method based on optimization is proposed that can satisfy constraints on maximum responses of building structures subject to ground excitation modeled by partially stationary stochastic process. The class of controllers to be optimized is restricted to LQR. Weighting matrix on controlled outputs is used as design variable. Objective function constraint functions and their gradients are computed parameterizing control gain with Riccati matrix. Full state feedback controllers designed by Proposed optimization method satisfy various design objectives and their necessary maximum control forces are computed fur the production of actuator. Probabilities of maximum responses match statistical data from simulation results well.

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LCL 필터를 사용하는 계통연계형 인버터의 동기좌표계 PI 전류제어 안정도 해석 (Analysis of Current Control Stability using PI Control in Synchronous Reference Frame for Grid-Connected Inverter with LCL Filter)

  • 조종민;이태진;윤동현;차한주
    • 전력전자학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.168-174
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    • 2016
  • In this paper, current control using PI controller in the synchronous reference frame is analyzed through the relationship among bandwidth, resonance frequency, and sampling frequency in the grid-connected inverter with LCL filter. Stability is investigated by using bode plot in frequency domain and root locus in discrete domain. The feedback variable is the grid current, which is regulated by the PI controller in the synchronous reference frame. System delay is modeled as 1.5Ts, which contains computational and PWM modulator delay. Two resonance frequencies are given at 815 Hz and 3.16 kHz from LCL filter parameters. Sufficient phase and gain margins can be obtained to guarantee stable current control, in case that resonance frequency is above one-sixth of the sampling frequency. Unstable current control is performed when resonance frequency is below one-sixth of the sampling frequency. Analysis results of stability from frequency response and discrete response is the same regardless of resonance frequency. Finally, stability of current control based on theoretical analysis is clearly verified through simulation and experiment in grid-connected inverters with LCL filter.

승용디젤엔진 EGR 및 VGT 제어시스템의 동적특성을 고려한 Decoupler 설계 연구 (Dynamic Decoupler Design for EGR and VGT Systems in Passenger Car Diesel Engines)

  • 홍승우;박인석;손정원;선우명호
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.182-189
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    • 2014
  • This paper proposes a decoupler design method to reduce interaction between exhaust gas recirculation (EGR) and variable geometry turbocharger (VGT) systems in passenger car diesel engines. The EGR valve and VGT vane are respectively used to control air-to-fuel ratio (AFR) of exhaust gas and intake pressure. A plant model for EGR and VGT systems is defined by a first order transfer function plus time-delay model, and the loop interaction between these systems is analyzed using a relative normalized gain array (RNGA) method. In order to deal with the loop interaction, a design method for simplified decoupler is applied to this study. Feedback control algorithms for AFR and intake pressure are composed of a compensator using PID control method and a prefilter. The proposed decoupler is evaluated through engine experiment, and the results successfully showed that the loop interaction between EGR and VGT systems can be reduced by using the proposed decoupler. Furthermore, it presents stable performance even off from the designed operating point.

Design and Implementation of PIC/FLC plus SMC for Positive Output Elementary Super Lift Luo Converter working in Discontinuous Conduction Mode

  • Muthukaruppasamy, S.;Abudhahir, A.;Saravanan, A. Gnana;Gnanavadivel, J.;Duraipandy, P.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권5호
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    • pp.1886-1900
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    • 2018
  • This paper proposes a confronting feedback control structure and controllers for positive output elementary super lift Luo converters (POESLLCs) working in discontinuous conduction mode (DCM). The POESLLC offers the merits like high voltage transfer gain, good efficiency, and minimized coil current and capacitor voltage ripples. The POESLLC working in DCM holds the value of not having right half pole zero (RHPZ) in their control to output transfer function unlike continuous conduction mode (CCM). Also the DCM bestows superlative dynamic response, eliminates the reverse recovery troubles of diode and retains the stability. The proposed control structure involves two controllers respectively to control the voltage (outer) loop and the current (inner) loop to confront the time-varying ON/OFF characteristics of variable structured systems (VSSs) like POESLLC. This study involves two different combination of feedback controllers viz. the proportional integral controller (PIC) plus sliding mode controller (SMC) and the fuzzy logic controller (FLC) plus SMC. The state space averaging modeling of POESLLC in DCM is reviewed first, then design of PIC, FLC and SMC are detailed. The performance of developed controller combinations is studied at different working states of the POESLLC system by MATLAB-Simulink implementation. Further the experimental corroboration is done through implementation of the developed controllers in PIC 16F877A processor. The prototype uses IRF250 MOSFET, IR2110 driver and UF5408 diodes. The results reassured the proficiency of designed FLC plus SMC combination over its counterpart PIC plus SMC.

SRM 센서리스 구동시스템을 위한 적응 슬라이딩 모드 관측기 연구 (A Study of Adaptive Sliding Mode Observer for a Sensorless Drive System of SRM)

  • 오주환;이진우;권병일
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제53권12호
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    • pp.691-699
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    • 2004
  • SRM(Switched Reluctance Motor) drives require the accurate position information of the rotor. These informations are generally provided by a tacho generator or digital shaft-position encoder These speed sensors lower the system reliability and require special attention to noise. This paper describes a new approach to estimating SRM speed from measured terminal voltages and currents for speed sensorless control. The described method is based on the sliding mode observer. The rotor speed and position observers are estimated by the adaptation law using the real and estimated currents. However, the conventional adaptive sliding mode observer based on the variable structure control theory has some disadvantages that the estimated values including the high-frequency chattering and the steady state error generated due to the infinite feedback gain chosen and the discontinuous control input. To reduce the chattering and steady state error, an integrator is also inserted in the sliding mode observer strategy. The described adaptive sliding mode observer decreases the vibration to the switching hyper-plane of the sliding mode by adding integrator. The described methodology incorporates the Lyapunov algorithm to drive the rotor speed and the stator resistance such that it can overcome the problem of sensitivity in the face of SRM parameter variation. Also, without any mechanical information. The rotor speed of SRM is obtained form adaptive scheme. The described method is verified through the simulation and experiment.

안정한 적응관측기법에 의한 제어계의 상태추정 (Stable adaptive observer for state Identification in control system)

  • 방시영;전상영;임화영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1988년도 전기.전자공학 학술대회 논문집
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    • pp.898-901
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    • 1988
  • Up to now, using adaptive control method, Identification deals with system whose entire state variables and prameters are accessible for measurement. In practical situations, all the state variables cannot be measured and it is impossible to directly apply since the parameters of the system are unknown. Therefore, in this paper, using only input-output data, such a model of the system is not available since the parameters of the system are unknown. this leads to the concept of an adptive observer in which both the parameters and the state variable of the system are identified simultaniously. Lyapunov's direct method and Kalman-Yakubovich (K-Y) lemma are employed to ensure the stability of this schemes. The feature is that the signal and adaptive gain which is generated from filter is imposed upon feedback vector and then state variables and the unknown parameters can be identified. To show the usefulness of the proposed schemes, computer simulation result of unknown second-order system shows the effectiveness of the proposed schems.

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확률적 가진입력을 받는 건축구조물의 최대응답 제한을 위한 선형이차안정기의 최적설계 (Optimal Design of Linear Quadratic Regulator Restrict Maximum Responses of Building Structures Subject to Stochastic Excitation)

  • 박지훈;황재승;민경원
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권6호
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    • pp.37-46
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    • 2001
  • 본 연구에서는 부분적으로 정상상태 확률과정으로 모델링할 수 있는 가진입력에 대하여 확률적으로 정의된 구조물의 최대응답에 대한 구속조건을 만족시키면서 제어력을 최소화 할 수 있는 최적설계 방법을 제안한다. 최적화 과정에서 안정성의 확보를 위해 제어기를 전상태 피드백 LQR제어기의 형태로 한정하였으며 가중치 행렬을 설계변수로 하고 Riccati 행렬을 매개변수로 하여 목적함수와 구속조건 함수 및 그 기울기를 계산한다. 제안된 방법을 통해 설계된 전상태 피드백 LQR제어기는 목표 응답성능을 만족시킬 수 있었고 이에 필요한 최대 제어력을 확률적으로 정량화하여 제어금기의 제작에 유용한 자료가 될 수 있도록 하였다. 상태변수 추정을 위해 독립적으로 설계된 Kalman 필터와 최적화된 LQR 제어기가 결합된 LQG 제어기 및 그 차수를 축소시킨 제어기는 모두 큰 성능의 저하가 없었으며 따라서 제안된 설계방법을 이용하여 구조물의 최대응답에 관한 구속조건을 만족시키는 출력 피드백 제어기 설계가 충분히 가능함을 확인하였다.

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동정법에 의한 로봇 매니퓰레이터의 제어기 설계 (Controller Design for Robot Manipulator using Identifier)

  • 정상근;박종국
    • 한국통신학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.1040-1049
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    • 1992
  • 억제대상(抑制對象)의 모델이 정확(正確)하게 기술(記述)되지 않을때, 애매(曖昧)함이 미지(未知)의 파라메터로 나타나는 경우(境遇)가 많다. 이 애매(曖昧)함이 어떤 제약조건(制約條件)을 만족(滿足)하는 경우(境遇) 로버스트 제어방법(制御方法)을 이용(利用)하면 모델이 정확(正確)하게 기술(記述)되지 않더라도 제어(制御) 시스템을 구성(構成)할 수 가 없다. 가변구조(可變構造) 이론(理論)을 기초(基礎)로 한 제어(制御)의 특징(特徵)은 시스템의 애매(曖昧)함에 의한 영향(影響)을 고이득궤환(高利得饋還)으로 제거(除去)할 수 있다. 따라서 본 논문(論文)에서는 가변구조(可變構造) 이론(理論)을 이용(利用)한 VSS동정기(同定器)를 제안(提案)하였다. 미끄럼 상태(狀態)에 들어있는 제어(制御)시스템이 발생(發生)하고있는 억제입력(抑制入力)의 절환현상(折煥現像)은 실제(實際) 제어대상(制御對象)의 애매(曖昧)함의 영향(影響)을 반영(反影)한다. 따라서 몇번의 조환(操煥) 입력(入力)으로부터 유용(有用)한 정보(情報)를 검출(檢出)하여 적당(適當)한 동정기구(同定機構)를 선택(選擇)해서 이들 정보(情報)를 이용(利用)하면, 미지(未知) 파라메터를 정확(正確)하게 정(定)하는 것이 가능(可能)하다. 따라서 제안한 동정기를 로보트 매니퓰레이터의 미지파라메타 동정기에 첨가하여 보다 효과적인 제어기를 구성하였다.

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MC-CDMA 기반의 SVC 전송 시스템에서 계층 간 차등 OVSF코드 할당 기법에 관한 연구 (A study on Scalable Video Coding Signals Transmission using inter-layer Differential OVSF code allocation scheme in MC-CDMA)

  • 신형송;김균탁;이규진;이계산
    • 중소기업융합학회논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.49-55
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    • 2016
  • 본 논문에서는 다양한 채널 환경과 요구 화질 조건에서 사용자의 QoS(Quality of Service)를 만족시키기 위한 영상 전송 방법에 대하여 제안하였다. SVC(Scalable Video Coding) 전송 기법은 비디오 신호를 중요도를 고려한 계층별 신호로 인코딩하여 전송하기 때문에, 비디오 신호 전송에 있어 효과적인 방법이다. 하지만 다양한 채널 환경에 대해서 적응적으로 다수의 사용자가 요구하는 각각의 성능을 선택적으로 만족시키는 기술에 대한 연구는 미비하다. 이에 본 논문에서는 MC-CDMA기반의 SVC 전송 시스템에서 계층 간 차등 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드 할당 기법을 통해 SVC 계층 간 protection order를 보장하고 수신부로부터의 피드백을 통해 MC-CDMA의 sub-block과 각각의 계층 신호에 할당된 OVSF 길이를 조절하여 전송함으로써 다양한 채널 환경에서 각각의 사용자의 전송 환경에 따른 최적의 영상품질을 제공하는 적응 전송 시스템을 제안한다. 모의실험을 통해 제안 시스템의 성능분석을 실시한 결과 BER 성능이 향상되어 사용자의 QoS 만족이 가능함을 확인할 수 있었다.

저항률이 다른 내부 물체의 검출을 위한 32-채널 생체 임피던스 측정 시스템 (32-Channel Bioimpedance Measurement System for the Detection of Anomalies with Different Resistivity Values)

  • 조영구;우응제
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.503-510
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    • 2001
  • 인체의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)을 가지고 있고. 심장의 박동이나 호흡과 같은 생리현상은 해당 생체조직의 임피던스를 변화시킨다. 본 논문에서는 인체 내부에 존재하는 비정상 조직의 크기와 위치를 검출하기 위한 32-채널 생체 임피던스 측정 시스템에 대하여 기술한다. 이러한 기술은 유방암 조직의 경우와 같이 배경 조직과는 저항률이 다른 비정상 조직을 검출하는 경우에 응용할 수 있을 것으로 기대한다. 32-채널 생체 임피던스 측정 시스템을 위하여 32개의 복합형 전극과 32 채널의 정전류원을 사용하였다. 임피던스의 측정을 위해 50kHz의 정현파 전류를 주입하고. 유기되는 전압을 가변 이득 협대역 계측용 증폭기로 측정하고, 그 크기를 위상감응복조기로 검출하였다. 검출된 임피던스 신호는 A/D 변환하여 PC에 입력하였다. 전해질 팬텀을 이용한 실험에서 전체 시스템의 정확도는 2.42%이며, 직경 270mm인 팬텀 내부에 존재하는 직경 8mm 이상인 물체의 크기와 위치를 검출할 수 있었다. 본 연구의 결과를 기초로 다채널 생체 임피던스 측정 시스템의 정확도를 개선하여. 직경 lmm 이내의 물체를 검출하는 것이 향후의 연구 목표이다 이러한 정확도를 가지는 생체 임피던스 계측 시스템을 개발하면. 인체 내부의 임피던스 분포를 측정하는 EIT(electrical impedance tomography) 시스템과, 최근에 연구되고 있는 자기공명 임피던스 단층촬영(MREIT, magnetic resonance electrical impedance tomography)에도 응용이 가능할 것이다.

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