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불확실성을 갖는 비선형 시스템의 강인한 지능형 디지털 재설계
Robust Intelligent Digital Redesign of Nonlinear System with Parametric Uncertainties 원문보기

퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems, v.16 no.2, 2006년, pp.138 - 143  

성화창 (연세대학교 전기전자공학과) ,  주영훈 (군산대학교 전자정보공학부) ,  박진배 (연세대학교 전기전자공학과)

초록
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본 논문은 불확실성을 포함한 비선형 시스템에 대한 제어를 위해 강인 지능형 디지털 재설계의 전 역적 접근 방안에 대해 제안하고자 한다. 이산화를 통한 제어기 설계에 있어서 불확실성이 포함된 실시간 비선형 시스템에 대해 보다 효율적이고 안정적인 접근을 위해 T-S 퍼지 모델이 사용되었다. 그리고 전역적 접근을 위한 방안으로서 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 후, 오차가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화 하여 상태 접합을 이루고자 하였다. 또한 쌍선형과 역 쌍선형 기법을 사용함으로써 불확실성이 포함된 비선형 시스템을 보다. 더 정확하게 분석하였다. 샘플링 기간이 충분히 작다면, 불확실 비선형 시스템의 실시간 시스템으로의 전환이 충분한 이유를 가지게 된다. 전 역적 접근을 통한 디지털로 제어된 시스템은 선형 행렬 부등식 형태로 바꾸어 시스템의 안정성을 보장하고자 하였다. 마지막으로 T-S 퍼지 모델로 분석된 혼돈 Lorenz system에 적용함으로써 제안된 방법의 안정성과 효율성을 확인한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents intelligent digital redesign method for hybrid state space fuzzy-model-based controllers. For effectiveness and stabilization of continuous-time uncertain nonlinear systems under discrete-time controller, Takagi-Sugeno(TS) fuzzy model is used to represent the complex system. And ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 불확실성이 포함된 비선형 시스템의 지능형 디지털 재설계 기법에 대해 논의하였다. 지능형 디지털 재설계 문제를 제약 조건이 있는 볼록 최적화 문제의 형태로 구성함으로써 전역적 접근을 가능케 하였다.
  • 즉, 디지털 제어 시스템의 안정성 및 독립 설계 조건이 그 목적이며, 그와 동시에 시스템 전체의 안정도 역시 보장되어야 한다. 본 논문에서는 전 역적 상태 접합과 안정도 보장을 위한 효율적 접근을 위해 각각의 문제를 설정하였고, 그 첫 번째는 다음과 같다.
  • 디지털 제어기를 재설계하게 된다. 우선, 불확실성이 포함된 디지털 시스템을 고려해 보자.
  • 이상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 쌍 선형과 역 쌍선형 기법의 도입을 통해 문제가 되는 식을 근사화시킴으로써 전 역적 접근의 IDR 방법을 이루어 냈다. 또한, 해당 문제를 풀기 위해 선형 행렬 부등식을 활용함으로써 전체 시스템의 안정성 조건을 쉽게 추가할 수 있다.
  • 이장에서는 혼돈 Lorentz 시스템의 T-S 퍼지 기반 모델에서의 IDR을 통해 제안된 기법의 효용성과 안정성을 보장받고자 한다. 구체적인 Lorentz 시스템의 동적 시스템의 구조는 다음과 같이 표현 될 수 있다.
  • 수 있었다. 제안된 기법의 효용성을 수치적 예제를 통하여 증명함으로써 본 논문을 마무리 지었다.

가설 설정

  • 가정 1[3]: i번째 발화도 旧(z。))는 시간구간 t e [kT, kT+ T) 동안 에서의 값으로 근사화 될 수 있다고 가정하자.
  • 가정 2 [11]: 불확실성을 나타내는 두 식, A4 과 AB] 은놈(norm) 바운드 되어 있으며 다음의 구조로 이루어져 있다.
  • 가정 3 [2] : 주어진 충분한 공간을 가지는 상수 행렬 M과 /, 는 다음의 두 식을 만족하게 된다.
  • 가정 4 [2] : 주어진 충분한 공간을 가지는 상수 행렬 £> 과 E, 그리고 대칭 상수 행렬 S 은 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.
  • 로 나타내어지는 불확실성을 포함한 식이며, 이는 제어기 설계에 있어서 많은 어려움을 가져다준다. 보다 효율적인 분석을 위해, 본 논문에서는 가정 2를 도입하게 된다.
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참고문헌 (11)

  1. B. C. Kuo, 'Digital control systems', Saunders College publishing, 1992, 2nd edn 

  2. L. Xie, 'Output feedback H $^{\infty}$ control of systems with parameter uncertainties,' Int. J. Contr., Vol. 63, No.4, pp. 741-750, 1996 

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  11. W. Chang, J.B. Park, H.J. Lee and Y.H. Joo, 'Design of Sampled-Data Fuzzy-Model-Based Control Systems by Using Intelligent Digtial Redesign', IEEE Trans On Circuits And Systems-I : Fundamental Theory And Applications. Vol. 49, No.4, April 2004 

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