채터링 현상은 VSS의 주요한 약점이며 이 문제를 극복하기위하여 많은 연구들이 발표되었다. 선형 슬라이딩 섹터 이론이 최근에 발표되었으며, 본 논문에서는 섹터 내부에 연속입력함수를 가진 슬라이딩 섹터이론을 이용하여 비선형시스템 제어하는 새로운 방식을 제안하고, 슬라이딩 섹터에 리아프노프 함수를 이용하여 안정도를 분석한다. 역진자 시스템에 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 채터링 현상의 제거를 확인한다.
This paper suggests a new supervisory control input for improving response of nonlinear system with adaptive neural controller. The proposed control input is constructed using variable parameters which is adjusted by a separated control law. With the proposed algorithm, the information about the parameters are not required and error range is managed by designer in this scheme. The effectiveness of the proposed control scheme is demonstrated through the control of inverted pendulum.
In variable structure control algorithms, The control law used to realized the desired sliding mode dynamics is discontinuous on the switching manifold. However, due to imperfections in switching, such as time delays, the system trajectory chatters instead of sliding along the switching manifold. This chattering is undesirable because it may excite unmodeled high frequency dynamics in the physical system. In this paper, to overcome this drawback a self-organizing fuzzy sliding mode control algorithm using gradient descent method is proposed. The proposed method has the characteristics which are viewed in conventional VSC, e.g. insensitivity to a class of disturbance, parameter variations and uncertainties ill the sliding mode. To demonstrate its performance, the proposed control algorithm is applied to an inverted pendulum system. The results show that both alleviation of chattering and performance are achieved.
Recently vehicle development trend puts emphasis on cost reduction and performance improvement through weight reduction, and safety security to protect passenger and chassis against external impact. Primary factors effected on vehicle safety are chassis structure, chassis system, and safety equipment like bumper. Research in part of weight reduction is proceeding actively about prohibition of over-design and material through optimal design method. Bumper in these factors is demanded two of all factors, safety security and weight reduction. It is the part that prohibits or reduces a physical impact in low speed crash. Bumper is composed of a few parts but this study exhibits the shape of bumper rail has a role on energy absorption of safety security and weight reduction from structure analysis of bumper rail's variable shape surface.
In this paper, we proposed a self tuning adaptive fuzzy sliding control algorithms using gadient descent method to reduce chattering phenomenon which is viewed in variable control system. In design of FLC, fuzzy control rules are obtained from expert's experience and intuition and it is very difficult to obtain them. We proposed an adaptive algorithm which is automatically updated by consequence part parameter of control rules in order to reduce chattering phenomenon and simultaneously to satisfy the sliding mode condition. The proposed algorithm has the characteristics which are viewed in conventional VSC, e.g. insensitivity to a class of disturbance, parameter variations and uncertainties in the sliding mode. To demonstrate its performance, the proposed control algorithm is applied to an inverted pendulum system. The results show that both alleviation of chattering and performance are achieved.
한국퍼지및지능시스템학회 1993년도 Fifth International Fuzzy Systems Association World Congress 93
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pp.822-825
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1993
A fuzzy logic controller derived from the variable structure control (VSC) theory is designed. Unlike the conventional design of the fuzzy controller, we do not fuzzify the error and the rate of error, but fuzzify the sliding surface. After the fuzzy sliding surface is introduced, the fuzzy rules are defined based on the sliding control theory. It will be shown this sliding mode fuzzy controller is a kind of VSC that introduces the boundary layer in the switching surface and that the control input is continuously approximated in the layer. As a result we can guarantee the stability and the robustness by the help of VSC, which were difficult to insure in the past fuzzy controllers. Simulation results for the inverted pendulum will show the validity.
현재 사용되는 대부분의 시스템은 비선형이고 이러한 시스템을 모니터링 하거나 제어하기 위해서는 정확한 시스템 방정식이 필요하다. 따라서 정확한 파라미터를 추정하는 것이 매우 중요하다. 일반적으로 시스템이 노후하거나 갑작스러운 환경 변화로 파라미터가 변하는 경우가 발생한다. 이 때 변화된 파라미터를 이용한 시스템 모니터링 또는 제어는 계획된 목적을 달성할 수 없으며 불안정성 등의 문제가 발생한다. 본 연구에서는 측정이 어려운 파라미터나 노후 또는 환경변화로 발생한 변화된 파라미터를 소프트웨어 방식인 필터를 이용하여 추정하는 방법을 제안하였다. 비선형성과 노이즈가 존재하는 환경에 특성이 강한 파티를 알고리즘을 사용하였으며 동역학 시스템에 적용하였다. 파라미터 추정 대상인 동역학 시스템은 2자유도를 가진 수레와 진자로 구성되었고 시뮬레이션을 통해 노이즈가 추가된 상태 변수 데이터를 구했다. 제안된 알고리즘을 수집한 데이터에 적용하여 상태변수와 파라미터를 추정하였으며, 제안된 방법을 사용할 경우 상태와 파라미터를 정확이 추정함을 확인하였다.
A trial run of locally-developed tilting train has been in process on Chungbuk line since the test vehicle was first produced. For the system stabilization, interface verification among the systems including track, structure, catenary and signaling system, not to mention the rolling stock, is very crucial. Therefore, in this study, the dynamic rail force of the tilting (Hanvit 200), high-speed (KTX) and general (Mugunghwa) vehicle caused by driving in transition curve track was measured. And, it compared the tilting response with the other by using the measured wheel load data in transition curve track, and then evaluated probability the range of wheel load fluctuation for the variable dynamic vertical and lateral wheel load. As a result, a range of wheel load by occured a change of cant from the high-speed and general vehicle which had fixed bogie structure was distributed throughout small deviation (${\Delta}8{\sim}13kN$). Otherwise, in case of the tilting train which was consisted of the pendulum bogie structure was distributed wide range about large deviation (${\Delta}25{\sim}28kN$) by changed of cant.
본 논문에서는 두 바퀴로 구동되는 역진자기반의 1인승 차량의 안정적인 균형을 위해 제어기를 설계하였다. 탑승자의 몸무게에 따라 전체 질량이 달라지므로 그에 따른 PID 제어기의 이득값을 실험적으로 구하였다. 이 때 탑승자의 몸무게에 따라 무게 중심이 달라지게 되는데, 이는 밸런싱 각도에 영향을 미치게 된다. 따라서, 안정적인 균형을 이루기 위해서는 몸무게에 따른 목표 밸런싱 각도를 수정하여 제어해야 한다. 다양한 탑승자의 몸무게를 측정하기 위해 차량에 체중계를 달고 측정된 체중 데이터를 컴퓨터로 전송하여 제어기에 적용하였다. 다양한 실험으로 얻은 정보를 사용하여 제어기의 게인 스케줄링을 통하여 보다 안정적인 균형을 유지할 수 있었다.
국내에서 개발된 한국형 틸팅열차는 현재 시제차량 제작을 마치고, 충북선을 시작으로 시운전 시험이 단계적으로 진행되고 있다. 시운전 시험에서는 한국형 틸팅열차의 시스템 안정화를 위해 차량 외에 궤도, 구조물, 전차선, 신호 등 각 시스템 상호간의 인터페이스 검증이 필요하며, 선로구축물 분야에서는 개발차량의 증속이 궤도구조에 미치는 영향을 비롯한 궤도부담력 검토를 통해 궤도구조의 안정성과 주행안정성 평가가 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에 서는 완화곡선구간을 주행하는 틸팅차량(한빛200호), 고속차량(KTX) 및 일반차량(무궁화)에 의해 궤도에서 발생하는 동적 윤중 및 횡압을 측정하였다. 측정데이터를 통해 차종별 주행패턴을 비교하고 윤중과 횡압의 증감율을 확률적으로 분석하였다. 분석결과, 고정식 대치구조를 갖는 기존 차량의 캔트변화에 따른 발생 윤중 및 횡압의 분포범위는 일정 범위 내에서 작은 편차로 분포하였다. 반면 진자식 대차구조인 틸팅차량의 경우 캔트변화에 따른 차체의 틸팅작용에 의해 비교적 넓은 범위에 큰 편차로 궤도작용력이 분포하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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