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이윤형(Yun-Hyung Lee),안종갑(Jong-Kap Ahn),소명옥(Myung-Ok So),이준탁(Jun-Tack Lee) 한국마린엔지니어링학회 2007 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.-
A simple tuning methods of PI, PD and PID controller are proposed for an integrating process with time delay. This is based on matching the coefficients of corresponding powers of s in the numerator and that in the denominator of the closed-loop transfer function. For set-point tracking problem, the derived controller is found to be a PD controller which is shown by Lee's tuning rule based on minimizing the performance indexes (lSE, IAE, ITAE) using a real-coded genetic algorithm. A method can be also proposed PI, PID controllers according to tuning parameter lambda (A) similar to IMC method. Simulation example is given to illustrate the set-point tracking performance of the proposed method.
이윤형,안종갑,진강규,소명옥,Lee, Yun-Hyung,Ahn, Jong-Kap,Jin, Gang-Gyoo,So, Myung-Ok 한국마린엔지니어링학회 2007 한국마린엔지니어링학회지 Vol.31 No.4
The design and synthesis of a state feedback controller assumes the feedback of all state variables of the system. However, some state variables are not physical quantifies so that sensors may not be available, or may be too expensive to measure. Hence, a state observer can be an alternative to estimate unmeasurable state variables. This paper therefore presents a scheme for state observer-based stabilization control of inverted pendulum systems. The feedback gain matrices of both the state feedback controller and the state observer are tuned by real-coded genetic algorithms(RCGAs) such that the given performance indices are minimized. The proposed method is demonstrated through simulations.
이윤형,소명옥,황승욱,안종갑,김민정,진강규,Lee, Yun-Hyung,So, Myung-Ok,Hwang, Seung-Wook,Ahn, Jong-Kap,Kim, Min-Jung,Jin, Gang-Gyoo 한국마린엔지니어링학회 2006 한국마린엔지니어링학회지 Vol.30 No.6
Integrating processes are frequently encountered in process industries. In this paper, new tuning formulae of the PID controllers for set-point tracking and load disturbance rejection are presented for integrating processes involving time delay. First, the controller parameter sets are tuned using a real-coded genetic algorithm (RCGA) such that performance criterion(IAE, ISE or ITSE) is minimized. Then, tuning rules are addressed using tuned PID parameter sets. tuning model and another RCGA. The performances of the proposed rules are tested on two processes.
RCGA 기법을 이용한 컨테이너 크레인의 상태 피드백 제어
이윤형(Yun-Hyung Lee),소명옥(Myung-Ok So),유희한(Heui-Han Yoo),조권회(Kwon-Hae Cho) 한국항해항만학회 2006 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.3 No.1
The container crane is one of the most important equipment in container terminal. If its working time in cycle could be reduced then container terminal efficiency and service level can be increased. So there are many efforts to reduce working time of container crane. It means how to design the controller with good performance which has small overshoot and swing motion of container crane. We, in this paper, present a state feedback controller not based on LQ theory but RCGA which means real-coded genetic algorithms. RCGA can search state feedback gains in given objective function. several cases of simulations are carried out in order to prove the control. effectiveness of the proposed methods. 컨테이너 크레인은 항만전체 하역 효율에 큰 영향을 미치는 하역 장비로서 그동안 컨테이너 크레인의 작업효율을 높이는 연구가 진행되어 왔다. 특히 화물이 목표치에 도달했을 때 흔들림을 단시간에 제어하는 데 초점이 맞추어져 왔다. 일반적으로 컨테이너 크레인을 제어하기 위해서 PID제어나 LQ제어가 주로 사용되었는데, 이는 제어기 설계가 용이하고, 주어진 제어 환경 하에서 우수한 제어성능을 발휘하기 때문이다. 본 연구에서는 LQ 제어의 관점에서 실수코딩 유전알고리즘을 이용한 상태 피드백 제어기의 설계 방법을 제안한다. 즉, 실수코딩 유전알고리즘을 이용하여 상태 피드백 이득을 탐색하는 방법이다. 실수코딩 유전알고리즘은 주어진 목적함수를 최소가 되도록 상태 피드백 이득을 최적으로 탐색한다. 컴퓨터 시뮬레이션은 이렇게 탐색한 상태 피드백 이득을 컨테이너 크레인의 선형 및 비선형 모텔에 적용하여 그 유효성을 확인한다.
RCGA 기법을 이용한 컨테이너 크레인의 T-S 퍼지 모델링
이윤형(Yun-Hyung Lee),유희한(Heui-Han Yoo),정병건(Byung-Gun Jung),소명옥(Myung-Ok So),진강규(Gang-Gyoo Jin),오세준(Sea-June Oh) 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회지 Vol.31 No.8
비선형성이 강한 컨테이너 크레인은 작업 시에 호이스트 와이어로프의 길이와 화물의 질량 변화로 인해 더욱 복잡한 동역학적 특성을 나타낸다. 이 같은 복잡한 비선형시스템을 다루기 위해 퍼지로직이 종종 사용되는데, 특히 각 퍼지 규칙의 결론부를 상태 방정식으로 표현하는 T-S 퍼지모델이 대표적인 방법이다. 본 논문에서는 T-S 퍼지모델을 이용하여 호이스트 와이어로프의 길이나, 화물의 질량이 변화하는 환경에서도 컨테이너 크레인의 동특성을 표현할 수 있는 퍼지모델을 얻는 방법을 제안한다. 이때, 퍼지모델의 소속함수 파라미터는 RCGA가 결합된 모델조정기법을 통해 최적으로 조정된다. 이렇게 구현한 퍼지모델과 컨테이너 크레인 비선형시스템의 개루프 응답을 비교하여 그 유효성을 확인한다. In this paper, we focuses on the development of Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy modeling in a nonlinear container crane system. A T-S fuzzy model is characterized by fuzzy if-then rules which represent the locally input-output relationship whose consequence part is described by a state space equation as subsystem. The T-S fuzzy model in container cranes first obtains a few number of linear models according to operation conditions and blends these conditions using fuzzy membership functions. Parameters of the membership functions are adjusted by a RCGA to have same dynamic characteristics with nonlinear system of a container crane. Simulations are given to illustrate the performance of T-S fuzzy model.
이윤형(Yun-Hyung Lee),소명옥(Myung-Ok So),진강규(Gang-Gyoo Jin) 한국마린엔지니어링학회 2007 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.-
This paper deals with trajectory control of computer simulated mobile robot via fuzzy control. Mobile robot is controlled by Mamdani type fuzzy controller. Inputs of the fuzzy controller are angle between mobil robot and target, changed angle and output is the steering angle, which is control input. Fuzzy rules have seven rules and are selected by human experiential knowledge. The simulation results show that the fuzzy control effectively realize trajectory stabilization of the mobile robot along a given reference target from various initial steering angles.
설계사양을 고려한 AVR 시스템의 PSO 기반 PID 제어기
이윤형(Yun-Hyung Lee) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.10
비례-적분-미분(PID) 제어기는 단순한 구조와 넓은 범위의 운전영역에서 견고한 성능으로 인해 산업계에서 널리 사용되고 있다. 그러나 제어대상으로서 AVR(Automatic Voltage Regulator)은 전력 시스템의 파라미터의 변동에 강인하지 않다. 따라서 PID 제어기를 사용하여 AVR 시스템의 안정성과 성능을 향상시키는 것이 필요하다. 본 논문에서는 PSO(Partial Swarm Optimization) 알고리즘을 사용하여 AVR 시스템을 위한 최적 PID 제어기 파라미터를 결정하는 새로운 설계 방법을 제시한다. 제안하는 접근법은 쉬운 구현뿐만 아니라 안정된 수렴 특성 및 양호한 계산 효율과 우수한 특성을 갖는다. 또한, 제안 된 PSO-PID 제어기의 성능을 평가하기 위해 새로운 목적함수를 정의한다. 이 목적함수는 최대백분율 오버슈트와 정정시간이 설계사양으로 주어진 경우 이를 반영하기 위한 것이다. 이를 위해 ITAE 평가함수에 제약 조건을 위반하면 벌점을 부과하도록 하여 PSO 알고리즘이 PID 제어기 파라미터를 탐색할 때 설계사양을 만족하도록 하게 한다. 최종적으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안한 PSO-PID 제어기는 단자전압 계단응답에 대해 주어진 설계사양을 만족할 뿐만 아니라 다른 유사한 최근의 연구보다 더 우수한 제어 성능을 보임을 확인하였다. The proportional-integral-derivative(PID) controller has been widely used in the industry because of its robust performance and simple structure in a wide range of operating conditions. However, the AVR(Automatic Voltage Regulator) as a control system is not robust to variations of the power system parameters. Therefore, it is necessary to use PID controller to increase the stability and performance of the AVR system. In this paper, a novel design method for determining the optimal PID controller parameters of an AVR system using the particle swarm optimization(PSO) algorithm is presented. The proposed approach has superior features, including easy implementation, stable convergence characteristic and good computational efficiency. In order to assist estimating the performance of the proposed PSO-PID controller, a new performance criterion function is also defined. This evaluation function is intended to reflect when the maximum percentage overshoot, the settling time are given as design specifications. The ITAE evaluation function should impose a penalty if the design specifications are violated, so that the PSO algorithm satisfies the specifications when searching for the PID controller parameter. Finally, through the computer simulations, the proposed PSO-PID controller not only satisfies the given design specifications for the terminal voltage step response, but also shows better control performance than other similar recent studies.