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T-S 퍼지 모델 기반 쿼드로터의 고장 허용 추종 제어기 설계: 퍼지 리아푸노프 함수 접근
안지호(Ji Ho An),한태준(Tae Joon Han),김한솔(Han Sol Kim) 제어로봇시스템학회 2021 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.27 No.2
This paper proposes a fault tolerant tracking controller design method for a quadrotor based on the T-S (Takagi-Sugeno) fuzzy model. First, the nonlinear dynamics of the quadrotor is represented as a T-S fuzzy model, and its tracking error dynamics is obtained to design the tracking controller. The fault matrix is employed to express the actuator fault, and the upper and lower bounds of each element of the fault matrix are assumed to be known. The conservativeness of a stabilization condition is reduced by using the fuzzy Lyapunov function. Also, the tracking controller design condition is derived in terms of LMIs (Linear Matrix Inequalities). Finally, a simulation example is considered to validate the tracking performance of the proposed method.
상태 양자화를 고려한 쿼드로터의 샘플치 퍼지 상태 조정기 설계
한태준(Tae Joon Han),안지호(Ji Ho An),김한솔(Han Sol Kim) 대한전기학회 2022 전기학회논문지 Vol.71 No.1
In this paper, a method to design a sampled-data fuzzy regulator is proposed under state quantization. To this end, the attitude and altitude systems of a quadrotor are represented as the Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model. And then, the state regularization condition of each system are derived in the form of the linear matrix inequality (LMI) based on the Lyapunov-Krasovskii functional (LKF). When deriving the condition, we use the robust control technique to handle the uncertainties raised by the state quantization. Finally, the effectiveness of the proposed method is validated through the simulation example.
입력 제한을 고려한 쿼드로터 자세 시스템의 샘플치 퍼지 조정기 설계
한태준(Tae Joon Han),안지호(Ji Ho An),김한솔(Han Sol Kim) 한국정보기술학회 2021 Proceedings of KIIT Conference Vol.2021 No.11
본 논문에서는 쿼드로터의 자세 각도 추종 제어를 위한 샘플치 퍼지 조정기 설계 조건을 유도한다. 먼저, 쿼드로터의 자세 시스템은 T-S (Takagi-Suggeno) 퍼지 모델로 표현된다. 또한, 쿼드로터의 구동기 한계를 조정기 설계 조건에 반영하기 위해 입력 벡터의 노름의 상한이 고려된다. 이후 쿼드로터 자세 시스템에 대한 샘플치 퍼지 조정기 설계 조건을 Lyapunov-Krasovskii functional(LKF)을 이용하여 선형 행렬 부등식의 형태로 유도한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 제안된 방법의 타당성을 검증한다. This paper derives a sample-data fuzzy regulator design condition for the attitude tracking control of a quadrotor. At first, the attitude system of the quadrotor is expressed by the Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model. Also, to reflect the limitation of the actuator of a quadrotor to the regulator design condition, the upper bound of the norm of the input vector is considered. Then, the sampled-data fuzzy regulator design condition for the quadrotor attitude system is derived in the form of a linear matrix inequality using the Lyapunov-Krasovskii functional (LKF). Finally, the feasibility of the proposed method is verified through simulation.