[논문]슬라이딩모드와 LMI를 이용한 강인 <tex>$H{\\infty}$</tex> 제어

김수진; 김민찬; 박승규; 안호균; 곽군평; 윤태성

doi:10.6109/jkiice.2007.11.2.316

슬라이딩모드와 LMI를 이용한 강인 $H{\\infty}$ 제어
Robust $H{\\infty}$ Control Using Sliding Mode and LMI 원문보기

한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, v.11 no.2, 2007년, pp.316 - 321

김수진 (창원대학교 전기공학과) , 김민찬 (창원대학교 전기공학과) , 박승규 (창원대학교 전기공학과) , 안호균 (창원대학교 전기공학과) , 곽군평 (창원대학교 전기공학과) , 윤태성 (창원대학교 전기공학과)

초록
AI-Helper

[ $H{\infty}$ ] 제어기는 외란이나 잡음에 대해서 강인한 성능을 가지고 있지 만 파라미터 불확실성이 존재하면 제어입력을 구하기가 쉽지 않으며 불확실성의 영향에 따라서 제어 성능에 큰 차이를 보인다. 하지 만 슬라이딩 모드제어는 파라미터 불확실성에 대하여 우수한 강인성을 가지고 있는 제어 기법이다. 그러므로 본 논문에서는 슬라이딩 모드 제어기법을 도입하여 LMI를 이용한 $H{\infty}$ 제어기의 강인성을 향상시킬 수 있는 제어 기법을 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper

[ $H{\infty}$ ] controller, which shows robustness for disturbances and noises, can not be used in the case of uncertain system parameters. Even if the $H{\infty}$ controller can be designed for the parameter uncertain system, its performance can be deteriorated. Therefore, in this paper, the robustness of $H{\infty}$ controller is improved by using the SMC(Sliding Mode Control). The LMI based $H{\infty}$ controller is designed first and then SMC controller is added.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 LMI(Linear Matrix Inequality : 선형 행렬 부등식)를 이용한 丑8제어기의 성능을 SMC를 이용하여 향상시 키 고자 한다. SMC가 대 처 할 수 있는 불확실성의 조건은 정합조건을 만족시키는 것이므로 이러한 불확실성에 대해서는 SMC가 강인한 특성을 갖고 정합조건을 만족하지 않는 불확실성에 대해서는 丑 8 제어기가 강인한 특성을 보임으로써 전체적으로 불확실성에 대한 강인성이 향상됨을 보인다.
슬라이 딩 평 면을 가진다. 이것은 SMC가 다른 제어기법과 결합되어 사용할 수 없다는 것을 의미한다’ 그러나 가상의 상태를 추가하여 슬라이딩 평면을 결정하면 이러한 단점을 저]거할 수 잇다’ 본 연구에서는 H 8 제어 기 의 성 능과 SMC의 성능을 결합하는 것을 목적으로 가상 상태를 가진 SMC를 사용하게 된다. 기존의 논문들에서 는 SMC와 결합되는 제어 기법을 불확실성 이존재하지 않는 공칭계통에 대한 입력에 제한 함으로서 개념상으로 강인제어기의 도입을 제한하는 우를 범하였다.

제안 방법

이에 S*]" MC H₈제어기를 결합함으로써 시스템이 정합조건을 만족할 때는 강인성이 더 뛰어난 슬라이딩 모드의 특성을지니며 만족하지 않을 때는 제어기의 특성을 가지도록 하여 전체적으로 강인성을 향상시켰고시뮬레이션을 통해서 그 유효성을 확인하였다. 또한 기존의 가상 상태를 이용한SMC에 대한 개념을 새롭게 정리함으로서 슬라이딩평면의 구성과정을 용이하게 하였고 SMC와 결합할 수 있는 제어기의 범위를 LMI를 이용한 丑8제어기까지 확장하였다.
이에 S*]" MC H₈제어기를 결합함으로써 시스템이 정합조건을 만족할 때는 강인성이 더 뛰어난 슬라이딩 모드의 특성을지니며 만족하지 않을 때는 제어기의 특성을 가지도록 하여 전체적으로 강인성을 향상시켰고시뮬레이션을 통해서 그 유효성을 확인하였다. 또한 기존의 가상 상태를 이용한SMC에 대한 개념을 새롭게 정리함으로서 슬라이딩평면의 구성과정을 용이하게 하였고 SMC와 결합할 수 있는 제어기의 범위를 LMI를 이용한 丑8제어기까지 확장하였다. 제어기의 구성이 단계별로 정리되어 있어 SMC의 효과를 뚜렷하게 나타낼 수 있는 장점을 갖도록 하였다.
입력항의 합이다. 설계순서는 우선 丑8 제어기를 설계하여 적용시킨 후, 그 제어성능을 그대로 유지시키도록 슬라이딩평면을 설계하여 그 슬라이딩평면에 상태들이 머 무를 수 있도록 SMC입 력을구하는 것이다. 그러므로 중요한 문제는 丑、제어기에 의해서 제어된 계통의 동특성을 그대로 유지시킬 수 있는 슬라이딩 평면을 구하는 것이다.
비교해 본 결과이다. 외란만존재할 때와시스템 불확실성까지 존재하는 두 경우의 Bode- mag卽itude선도를비교하였다. 그림 3.
또한 기존의 가상 상태를 이용한SMC에 대한 개념을 새롭게 정리함으로서 슬라이딩평면의 구성과정을 용이하게 하였고 SMC와 결합할 수 있는 제어기의 범위를 LMI를 이용한 丑8제어기까지 확장하였다. 제어기의 구성이 단계별로 정리되어 있어 SMC의 효과를 뚜렷하게 나타낼 수 있는 장점을 갖도록 하였다.

성능/효과

향상시 키 고자 한다. SMC가 대 처 할 수 있는 불확실성의 조건은 정합조건을 만족시키는 것이므로 이러한 불확실성에 대해서는 SMC가 강인한 특성을 갖고 정합조건을 만족하지 않는 불확실성에 대해서는 丑 8 제어기가 강인한 특성을 보임으로써 전체적으로 불확실성에 대한 강인성이 향상됨을 보인다. 결과적으로 Hoo 제어와 슬라이딩 모드 제어의 장점을 가질 수 있는 제어기가 구성된다.

참고문헌 (6)

V. I Utkin, Sliding Modes and Their Application in Variable Structure Systems, Mir Publishers, Moscow, 1978
J. Y. Hung, W. Gao, J. C. Hung, 'Variable structure control: A survey,' IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol.40, No.1, pp. 2-22, 1993

상세보기
박승규, 안호균, '가상 상태를 이용한 새로운 슬라이딩모드 제어기,' 제어.자동화.시스템공학회 논문지 제5권 제5호, pp.505-510, 1999

원문보기 상세보기
성재봉, 권성하, 박승규, 정은태, '정합조건을 만족하지 않는 선형시스템에 대한 슬라이딩 모드제어,' ICASE 논문지, 제7권, 제3호, pp. 193-197, 2001
최한호, 'LMI기반 제어기 설계를 위한 간단한 지침서,' 제어자동화시스템공학논문지, 제11권, 제2호, pp. 54-66. 2005
C. Scherer and S. Weiland, Linear Matrix Inequalities in Control, http://cs.ele.tue.nl/SWeiland/lmi.html

저자의 다른 논문 :

LOADING...

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증