퍼지제어기를 이용한 유압시스템의 스위칭 제어 = Switching Control of Hydraulic System Using Fuzzy Controller

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 관성부하가 급격하게 변하는 시스템에 적용 가능한 제어기의 제안과 실험을 통한 검증을 목적으로 한다. 그러한 시스템의 예로 유압모터의 축에 질량을 부가시켜 관성을 변화시키는 시스템을 선택하였다. 이와 같은 경우의 유압시스템은 비선형성이 강하여 고정도의 위치제어가 어렵다. 뿐만 아니라, 관성영역이 넓은 시스템은 사용되어지는 입력값의 영역도 넓다. 그래서, 본 논문에서는 퍼지 제어기와 LVQNN(Learning Vector Quantization Neural Network)을 함께 사용하여 광범위한 영역에서도 고정도의 제어가 될 수 있는 제어기를 제안한다.
본 논문에 사용되어진 퍼지 제어기는 일반적으로 사용하고 있는 퍼지 제어기와는 달리 오차와 오차변화율을 바로 사용하지 않고 SPR(Strictly Positive Real)전달함수를 가진 변수를 퍼지제어기의 입력변수로 사용한다. 이 제어기는 일반 퍼지 제어기보다 궤적 추적성능이 우수함을 보였다. 그리고 관성부하의 변화를 인식하기 위해 감독기(Supervisor)로 LVQNN을 사용하였다. 그리고, 여기서 인식한 결과를 바탕으로 시스템에 알맞은 게인을 선택(Switching)하여 제안한 퍼지 제어기로 유압모터의 위치를 제어한다.
본 논문에서 제안한 제어기를 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증한 결과, 이미 사용되고 있는 일반적인 제어기 보다 오차수정 및 응답속도의 성능이 우수함을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, a switching control using multiple gains in the fuzzy rule is newly proposed for an abruptly changing hydraulic servo system. The proposed scheme employs fuzzy control, where modified position errors and velocity errors are used as the input to the fuzzy controller instead of traditional position and velocity errors. And LVQNN(Learning Vector Quantization Neural Network)is also proposed as a switching controller which functions the supervisor of abruptly changing hydraulic system. Particularly, the proposed modified errors have the structure of strictly positive real transfer functions. The number of input and output variables to LVQNN is 6 and 1 and there is 7 competitive layers in the LVQNN. The LVQNN automatically recognizes the change of the inertia load attached to the hydraulic motor. Simulation and experimental studies have been carried out to validate and illustrate the proposed controller. The results of computer simulations and experiments for electro-hydraulic servo system show excellent trajectory tracking performance compared with that of a simple fuzzy controller.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 = ⅰ
• 목차 = ⅱ
• 그림 및 표 목차 = ⅲ
• 제1장 서론 = 1
• 제2장 시스템의 운동방정식 = 3
• 제3장 제어 알고리즘 = 10
• 3.1 제안한 퍼지 제어기 = 10
• 3.2 LVQNN을 이용한 스위칭 알고리즘 = 14
• 제4장 시뮬레이션 및 실험 = 16
• 4.1 실험장치의 구성 = 16
• 4.2 시뮬레이션 및 결과 = 19
• 4.3 실험 및 결과 = 25
• 제5장 결론 = 37
• 참고문헌 = 38
• 부록 = 40
• Abstract = 60