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강화학습 기반 강인 제어를 위한 과거 입출력 정보 필요성 탐구
심형보(Hyungbo Shim),김정우(Jeong Woo Kim),박주영(Jooyoung Park) 대한전기학회 2021 전기학회논문지 Vol.70 No.12
Reinforcement learning yields a feedback controller that achieves specific control goal (which is often translated as a reward function). However, it often suffers from the Sim2Real gap, and domain randomization is known to be a method to overcome this issue. In this paper, we demonstrate necessity of input/outpu history when domain randomization is employed by a formal example and a simulation result. This is equivalent to the necessity of dynamic feedback controller in terms of control theory.
필터 삽입에 의한 외란 관측기의 성능 향상과 하드디스크 장치에의 적용
하종수,박경훈,심형보,Ha, Jongsoo,Park, Gyunghoon,Shim, Hyungbo 제어로봇시스템학회 2015 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.21 No.9
In this paper, we present a new control structure which is obtained by adding an appropriately designed filter to a conventional disturbance observer. The proposed controlled system preserves advantages of a system with the conventional disturbance observer; disturbance rejection and nominal performance recovery. In particular, by embedding the filter, the disturbance rejection performance is enhanced compared with that of the classical disturbance observer-based controlled system. Moreover, we suggest a condition for the robust internal stability of the considered system in this paper. Simulation results regarding an effect of relatively high-frequency disturbance on hard disk drive are also presented.
외란 관측기를 이용한 다변수 비선형 유연 관절 로봇의 강인한 제어
주영준(YoungJun Joo),심형보(Hyungbo Shim),서진헌(Jin-Heon Seo) 대한전기학회 2009 정보 및 제어 심포지엄 논문집 Vol.2009 No.10
이 논문에서는 모델 불확실성과 외란이 가해지는 다변수 비선형 유연 관절 로봇 모델에 대하여 마리 설계된 PID 제어기에 부분 외란관측기(partial disturbance observer)와 상태 관측기(state observer)를 추가하는 강인한 제어 기법을 제시한다. 일반적인 산업용 로봇의 경우 6개의 축을 가지고 있지만, ABB의 벤치마크 문제(benchmark problem)를 바탕으로 2개의 축에 대하여 시뮬레이션 하여 모델 불확실성과 비선형성, 외란, 잡음 등이 존재할 때, 기존의 PID 제어기와 비교하여 외란 관측기를 추가적으로 사용한 기법이 제어 성능이 향상되었음을 보일 것이다.
이산 시간 선형 스위치드 시스템의 스위칭 신호 및 상태에 대한 강인한 추정 알고리즘
이찬화(Chanhwa Lee),심형보(Hyungbo Shim) 대한전자공학회 2015 전자공학회논문지 Vol.52 No.5
본 논문에서는 측정 잡음에 의해서 출력 신호가 왜곡된 이산 시간 선형 스위치드 시스템의 스위칭 신호와 상태 변수를 관측하기 위한 강인한 추정 및 검출 기법을 제시한다. 첫째, 최소 거리 기준에 기초한 작동 모드 추정 알고리즘이 제안된다. 이 과정에서 모드의 추정값을 얻게 되고, 이를 이용하여 상태 변수 또한 관측할 수 있게 된다. 둘째, 주어진 스위치드 시스템의 작동 모드 변화 시점, 즉, 스위칭이 언제 발생하는지 검출하는 알고리즘이 고안된다. 시스템에 인가되는 측정 잡음이 유계라는 가정 하에, 제안된 추정 알고리즘은 주어진 스위치드 시스템의 작동 모드를 정확하게, 그리고 상태 변수를 근사적으로 추정하며, 검출 알고리즘은 실제 스위칭이 발생한 후, 미리 정해진 지연 시간이 지나가기 전에 스위칭 시간을 검출할 수 있다. In this paper, we present robust estimation and detection algorithms for discrete-time switched linear systems whose output measurements are corrupted by noises. First, a mode estimation algorithm is proposed based on the minimum distance criterion. Then, state variables are also observed under the active mode estimate. Second, a detection algorithm is constructed to detect the mode switching of the switched system. With the boundedness of measurement noise, the proposed estimation algorithm returns the exact active mode and approximate state information of the switched system. In addition, the detection algorithm can detect the switching time within a pre-determined time interval after the actual switching occurred.
일치 제어 알고리듬을 이용한 외발형 이동 로봇들의 대형 안정화
김홍근(Hongkeun Kim),심형보(Hyungbo Shim),백주훈(Juhoon Back) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.7
본 논문에서는 외발형 이동 로봇들(unicycle-type mobile robots, UMR)의 대형을 안정화하는 제어 기법을 소개한다. 제안된 제어기는 궤환 선형화(feedback linearization)를 이용해 외발형 이동 로봇들을 선형화한 후, 선형 다개체 시스템(multi-agent system)에 대한 일치제어 알고리듬(consensus algorithms)을 응용하여 로봇들의 대형을 안정화 한다. 이 개발된 제어기를 시뮬레이션을 통해 그 효율성을 알아본다.