On the Extended Solution of Algebraic Riccati Equation

李金原(Keum-Won Lee),金庚基(Kyong-Gi Kim) 대한전자공학회 1983 대한전자공학회 학술대회 Vol.1983 No.11

평가지표에 따른 PID 제어기 설계 영향 분석

이금원,Lee, Keum-Won 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.1

Among various modern control theories, PID control has been well used for several decades. PID algorithms need some tuning methods which are used for selecting PID parameters. But in some cases various kinds of performance indices are used instead of well-known tuning rules, and so variable type of performance index must be tested so that controllers, output characteristics and disturbance rejection property meet some specifications. In this paper, linear conbinational type of performance index using error signal, time, control input and robustness is used to the PID control of air conditioning system. By use of the 2 DOF PID parmeters minimizing perfromacne index controllers, output characteristics and robustness properties are analyzed. Simulations are done by use of MATLAB with Simulink. 제어이론들 중에 PID제어는 지난 수십년간 잘 활용되고 있다. PID 알고리즘은 PID 파라미터를 선택하기 위해서 사용되는 튜닝법이 필요하다. 그러나 어떤 경우에는 잘 알려진 튜닝법 대신에 제어기, 출력특성 및 외란제거 성능 등이 어떤 사양을 만족하도록 다양한 종류의 평가지표들을 사용하기도 하기도 한다. 본 논문에서는 오차신호, 시간, 제어입력 및 견실성을 사용한 성능지표의 선형조합을 사용하여 공조시스템의 PID제어를 한다. 성능지표를 최소화하는 2 자유도 PID파라미터를 사용하여 제어기, 출력특성 및 견실성을 분석한다. Simulink를 포함한 MATLAB을 이용하여 시뮬레이션을 한다.

서보보상기를 사용한 견실 출력귀환제어

이호진,이금원,Lee, Ho-Jin,Lee, Keum-Won 한국융합신호처리학회 2007 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.8 No.3

본 논문에서는 비선형시스템의 제어대상의 하나로 사용되고 있는 Chua회로를 대상으로 견실 출력귀환제어를 실현한다. 특히 비선형인 경우는 선형의 경우와 틀린 접근방법을 사용하여야 한다. 우선 기준신호발생기인 exosystem을 정의하고 출력추종오차식으로부터 오차방정식을 유도하고, 적분기 형태의 서보보상기를 사용하여 수정된 슬라이딩면을 설계한다. 수정된 슬라이딩면과 서보보상기에 사용되는 파라미터들은 슬라이딩면 및 서보보상기가 안정하도록 관련다항식이 Hurwitz조건을 만족하도록 정한다. 특히 모든 파라미터들이 미지여서, 오차신호들이 귀환으로부터 얻을 수 없기 때문에, 고이득 관측기를 설계하고, 이 추정값을 사용하여 안정화제어기를 얻는다. 시뮬레이션결과를 제시함으로서 알고리즘이 유용함을 증명한다. This paper deals with the robust nonlinear controller design using output feedback for a Chua circuit which is one of the well-known nonlinear models. First, an exosystem for reference signal tracking is defined, and error dynamic equations are derived from the differentiation of the output tracking error equation. The normal sliding surface is modified using the integral type servo compensator. The parameters in the equations of the modified sliding surface and servo compensator are determined by using the Hurwitz condition of stability. Especially the error signals can't be obtained directly from the output because all parameters are assumed unknown. So instead, a high gain observer is designed. From this estimated error signals, a stabilizing controller is designed. Simulation is done for demonstrating the effectiveness of the suggested algorithm.

크기 및 변화율 제한을 갖는 비선형 시스템의 제어

이정국,이금원,이준모,Lee, Jung-Kook,Lee, Keum-Won,Lee, Jun-Mo 한국융합신호처리학회 2007 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.8 No.2

본 논문에서는 다항식형태의 비선형성을 갖는 미지의 파라미터를 갖는 2차원의 공탄성(aeroelastic) 시스템에 대한 제어기 설계를 다룬다. 특히 제어기구현에 사용되는 상태 및 actuator 구동기신호가 크기, 변화율 및 대역제약조건을 가지는 경우는 실현이 불가능한데, 이 경우에도 각각에 대한 필터를 사용하여 해결한다. 우선 backstepping에 기초한 오차신호를 정의하고, 명령신호 및 필터출력 신호에 대한 추적오차신호를 정의하며, 필터구성에 따른 보상된 추적오차신호를 재정의한다. 안정화를 위하여 Lyapunov함수를 도입하고, 안정성 원리에 따라 적응식을 유도한다. 시뮬레이션을 통해서 유용성을 입증한다. This paper deals with a controller design for a 2 dimensional aeroelatic model which has unknown parameters including polynomial type nonlinearity. Actually in case of state and acuator signal having magnitude, rate and bandwidth limitations, the controller can't be implemented and so in each case, a filter is used for implementation. First, error signals are defined upon the backstepping theory, and tracking error signals are also defined due to command signal and filter signals and then compensated tracking error signals are defined. Lastly, a Lyapunov function is defined for the stabilization and from this method, an adaptive law is derived. Simulations are done for the demonstrtion of the effectiveness of the algorithms.

연속계 Deadbeat 제어를 적용한 도립진자 제어

김성열,이금원,Kim, Seung-Youal,Lee, Keum-Won 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.6

점근특성 때문에 deadbeat제어는 연속계시스템에는 거의 적용이 불가능하다. 그러나 지연요소법은 이런 문제를 해결할 수 있다. 지연요소법외에도 잘 알려진 디지털 deadbeat제어가 평활요소를 추가하여 사용될 수 있다. 본 논문에서는 2차 평활요소를 디지털 deadbeat제어기에 사용한다. 그리고 이 요소는 플랜트에 확장되고 따라서 확장된 시스템을 디지털제어하게 된다. 이 제어시스템을 Matlab언어를 사용하여 회전형 도립진자 시스템에 적용하여 시뮬레이션한다. Due to the asymptotic Property, deadbeat control can hardly be applied to the continuous time system control. But some delay element method can deal such a problem. Besides delay element nan well-known digital deadbeat control can be used by the aid of some smoothing elements. in this paper, 2nd order smoothing element is used for the smoothing or the digital deadbeat controller. And this element is argumented to the plant and so control problem is to control digitally the argumented system. We simulated this control system using Matlab language and finally apply this algorithm to the rotary inverted pendulum system.

유연한 부속물을 가진 우주선의 적응제어

이호진,이금원,Lee, Ho-Jin,Lee, Keum-Won 한국융합신호처리학회 2008 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.9 No.2

In this paper, a simplified type of adaptive controller using Nussbaum gain for the control of the spacecrapt with elastic appendages is suggested. This method doesn't need the information of the high frequency components in transfer function. While the pitch angle tracks the desired value by this method, the elastic modes are also stabilized. Only pitch angle and the pitch rate are used for the design of the output feedback controller. Especially all system parameters and the high frequency gain are assumed to be unknown. For design simplicity, a controller is designed by using only the linear part, and it's shown to satisfy the nonlinear system by the simulation with basic explanations. By using the Lyapunov function, the stability of the suggested algorithm is demonstrated, and also the effectiveness of the suggested algorithm is verified by showing the computer simulation results. 본 논문에서는 유연모드 부속물을 갖는 우주선의 제어를 위해서 누스범 이득을 갖는 간단한 형태의 적응제어기를 제안한다. 이 방법은 전달함수에서 고주파 이득의 정보가 필요하지 않는다. 본 논문의 방법을 사용하여 피치각도가 목표치를 추종하는 중에, 아울러 유연모드의 안정화도 이룬다. 피치각과 피치각속도 성분만 사용하여 출력궤환제어기를 설계한다. 특히 모든 시스템 파라미터 및 고주파성분은 미지로 한다. 설계의 간편성을 위해서 선형함수만을 사용하여 설계한 제어기가 전체 비선형시스템을 만족함을 시뮬레이션을 통하여 보이고, 그 근거도 설명한다. Lyapunov 함수를 구성하여 제안한 방법의 안정성을 증명하고, MATLAB을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 제시하여 제안한 방법의 유용성을 증명한다.

연속시간 유한정정제어기의 최적설계

김성열,이금원,Kim Seung Youal,Lee Keum Won 한국융합신호처리학회 2000 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.1 No.2

Deadbeat property is well established in digital control system design in time domain. But in continuous time system, deadbeat is impossible because of it's ripples between sampling points inspite of designs using the related digital control system design theory. But several researchers suggested delay elements. A delay element is made from the concept of finite Laplace Transform. From some specifications such as internal model stability, physical realizations as well as finite time settling, unknown coefficents and poles in error transfer functions with delay elements can be calulted so as to satisfy these specifications. For the application to the real system, robustness property can be added. In this paper, error transfer function is specified with 1 delay element and robustness condition is considered additionally. As the criterion of the robustness, a weighted sensitive function's $H_{infty}$ norm is used. For the minimum value of the criterion, error transfer function's poles are calculated optimally. In this sense, optimal design of the continuous time deadbeat controller is obtained.

비선형 시스템의 invariance immersion 적용제어

이의권(Eui Kwon Lee),조성수(Sung Su Cho),이호진(Ho Jin Lee),이금원(Keum Won Lee),이준모(Jun Mo Lee) 대한전기학회 2008 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2008 No.10

본 논문에서는 비행기 모델을 대상으로 invariance and immersion방법을 적용하여 비선형 제어기를 설계한다. 이 방법을 사용하면 추정오차에 대한 추정식 형태로 off-the-manifold 좌표축을 정의하고, dynamics를 구하고, 이로부터 파라미터 적응규칙을 유도한다. 제어기는 이와 관련된 파라미터로부터 선형화하지 않고 직접 설정하며, 마지막으로 리아프노프 함수를 통하여 알고리즘의 안정성을 증명한다.

Inferior Olive Neuron모델의 Bifurcation 해석

이호진(Ho Jin Lee),이금원(Keum Won Lee),이준모(Jun Mo Lee) 대한전기학회 2008 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2008 No.10

본 논문에서는 비선형 시스템인 척추동물의 Inferior Olive 뉴론을 대상으로 center manifold와 normal form 해를 통하여 bifurcation해석을 한다. IO 모델에 고정점이 있음을 보이고, 3차 항까지 근사를 하며 행렬 기저벡터를 통하여 해를 구하는 과정을 제시한다.

저전력 아날로그-디지털 변환기 혼합형 스위치드 발진기 기반 시간-디지털 변환기

이종연(Jong-Yeon Lee),이정윤(Jeong-Yun Lee),하금원(Keum-won Ha),백동현(Donghyun Baek) 대한전자공학회 2016 대한전자공학회 학술대회 Vol.2016 No.6