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이산형 시스템에서의 최소차수의 관측자를 이용한 최적 레귤레이터의 개발
김한실 울산대학교 1998 공학연구논문집 Vol.29 No.2
지금까지 단지 제한된 출력 즉 측정된 출력 값만을 사용하여 원하는 목표치에 도달하도록 하는 제어 문제를 푸는 데 많은 연구가 진행되어 왔다. 차수가 줄여진 필터 알고리즘은 백색 잡음에 의하여 영향을 받은 선형 시스템의 상태를 추정하기 위하여 개발되었다. 추정자는 상태의 무편향성을 가정하고 또 추정자의 편차는 관측자 및 추정상태와 공통되는 상태의 모든 관측의 subspace에 수직이 된다. 특히 reduced-order에서의 필터 성능은 full-order에서의 필터 성능에 대해 suboptimal 이지만 상응한 Riccati equation을 푸는데 계산시간을 줄이고 memory를 덜 소요하는 이점이 있다. 본 논문에서는 Kronecker Algebra와 선택행렬을 이용하여 Non Linear Two Point Boundary Value Problem을 Linear Two Point Boundary Value Problem 으로 변환시켜 부수적으로 수반되는 algebraic Riccati equation을 유도함으로써 문제를 쉽게 해결할 수 있다. Researchers are often in solving control problems which are constrained to use only the available outputs. Unfortunately the desing of such controllers ofthen leads to a difficult Non Linear Two Point Boundary Value Problem. A reduced-order filter algorithm is developed for estimation of the complementary states of a linear system driven by white noise. The estimator gives an unbiased estimate of those states that are common to the observations and the estimated states. The filter performance is suboptimal relative to the full-order optimal linear filter, but benefits are reaped from computational savings in the filtering and assocated Riccati equation. In this paper we are able to avoid such a design difficulty by solving the algebraic Riccati equation which is produced by converting a Non Linear Two Point Boundary Value Problem to Linear Two Point Boundary Value Problem with selecting matrix and Kronecker algebra. This paper extends the continuous version of feedforward gain control considered in [2] to a discrete setting.
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고민성,김한실 울산대학교 1995 공학연구논문집 Vol.26 No.1
미지의 예기치 않은 noise에 의해 영향을 받은 시스템을 제어하기는 쉽지 않다. 그리고 강인성과 low performance measure를 가진 제어 시스템을 설계하기는 더욱 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위한 시도는 계속되어 왔으며 이 중 Kalman Filter는 system noise 및 measurement noise가 오직 gauss distribution을 가지고 noise에 대한 정보가 있을 경우 optimal filter 임이 알려져 있다. [1-3]. 그러나 실제로 이러한 noise가 반드시 gauss distribution을 갖는 noise라고 할 수 없으며 또한 noise에 대한 정보가 전혀 없을 때는 optimal filter를 설계할 수 없으므로 입·출력이 bounded할 수 있도록 suboptimal 개념의 새로운 제어기의 설계가 필요하다. 본 논문에서는 noise에 대한 정보가 필요없고, 어떠한 noise라는 가정이 없는 H infinity 제어기 구성이 강인하고 low performance measure를 가진 제어기임을 실험을 통해서 보여주고, 산업현장에 응용할 수 있는 가능성을 제시한다. In the field of control and instrumentation, it is very difficult to control system which is affected by unknown and unexpected noise. Therefore, if we can design controller with robustness and small performance measure, it will be used extensively in the industrial application. Although it may be hard for designers to implement such a controller, it has been studied continuously for several decades. As a result, recently a few of control design methods give a solution with a good performance and robustness[4],[6-9]. We suggest that H infinity controller can be applied extensively in the industrial field that is affected by extremely deteriorated noise source. In this paper after constructing the Inverted Pendulum as an experimental apparatus, we design PID, Fuzzy, and H∞ controller to compare its characteristic results. If the similar design method with this paper is applied to the industrial filed, it may give a good solution with robustness and low performance areas can be shown in the field of signal processing, motor control, sensor interfacing, robot control.
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이산형 시스템에서의 최소차수의 관측자를 이용한 최적 레귤레이터의 개발
김한실 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, S Vol.s36 No.3
제한된 출력 즉 오차 측정된 출력 값만을 사용하여 원하는 목표치에 도달하도록 하는 제어 문제를 푸는데 많은 연구가 진행되어 왔다. 종종 그러한 제어기를 설계할 때 해를 구하기 어려운 Non Linear Two Point Boundary Value Problem에 직면하게 된다. 특히 Reduced order 추정자 알고리즘은 백색 잡음에 의하여 영향을 받은 선형 시스템의 측정된 상태 뿐 만 아니라 보조 상태를 추정하기 위하여 개발되었다. 추정자를 설계할 때 상태는 무편향성이고 추정자의 편차는 추정자 및 추정상태와 공통되는 상태에 대한 모든 출력의 subspace에 수직이 된다. 특히 reduced order에서의 필터 성능은 full order에서의 필터 성능에 대해 suboptimal 이지만 상응한 Riccati equation을 푸는데 계산시간이 줄고 memory사용이 적은 이점이 있다. 본 논문에서는 Kronecker algebra와 선택행렬을 이용하여 Non Linear Two Point Boundary Value Problem을 Linear Two Point Boundary Value Problem으로 변환시켜 부수적으로 수반되는 대수적인 Riccati equation을 유도함으로써 문제를 쉽게 해결하는데 있다.
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A study on Filtering in a Discrete ?? Setting
Kim,Han-sil 울산대학교 1996 공학연구논문집 Vol.27 No.2
본 논문을 시스템잡음 및 출력잡음이 유한한 에너지를 갖고 있는 시스템에서 H∞이론을 이용하려 부최적화 필터설계를 하기 위한 알고리즘은 개발하는데 있다. 특히 H∞Norm을 계산하기 위하여 부수적으로 수반되는 게임이론을 적용하는것보다 효과적인 필터의 설계를 할 수 있다. The problem of filtering for discrete time linear system in a discrete H∞setting is derived. The measurement noise and process noise have bounded energies. The case with known initial conditions is considered. The approach uses basic quadratic game theory in a discrete domain H∞wetting.
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Comparative Studies of Control Design Method
Kim,Hansil 울산대학교 2000 공학연구논문집 Vol.31 No.1
이 논문은 최근에 발표된 계수도법의 강인성에 관한 것이다, 여러 설계 기법을 비교연구하여 적절한 제어기를 선택하는데 Guide Line을 줄 수 있는데 의의가 있다. 이것은 두 부분으로 나누어진다. 즉 첫 번째는 ITAE, LQR, Pole-placement와 같은 고전적인 설계기법을 비교했고, 두 번째는 계수도법과 H?제어기에 대해 비교했다. 이 비교는 파라메터 공간 및 주파수 영역에서 수행되었다. 여기서 연구된 계수도법이 가장 좋은 특징을 나타내었으며 앞으로 제어기 설계에 중요한 자료가 제시한다. This paper presents the robustness of the Coefficient diagram Method(CDM) which has been developed recently[1]. We are supposed to approach the goal through comparative studies of several design methods. These consist of two parts : the first part is of competitive comparisons of classical controller design methods such as ITAE, LQR, and dominant second order pole placement, the second part is to compare the CDM with an H design. These comparisons are carried out in the parameter space, root space and frequency domain and parametric uncertainties in both plant and controller are considered. We show that the CDM has some significant characteristics in robustness viewpoints. The results can be referred as a background when we want to choose to design a control method.
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