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포화입력을 가지는 시간지연 비선형 시스템의 퍼지 H2/H∞ 제어기 설계
Fuzzy H2/H∞ Controller Design for Delayed Nonlinear Systems with Saturating Input

조희수   (경북대학교 전자전기컴퓨터과학부UU0000096  ); 이갑래   (평택대학교 정보과학부UU0001343  ); 박홍배   (평택대학교 정보과학부UU0001343  );
  • 초록

    본 논문에서는 입력에 제한이 있는 시간지연 비선형 시스템에 대한 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기 설계 방법을 제시한다. 포화입력을 갖는 시간지연 비선형 시스템을 시간지연과 포화입력을 갖는 Takagi-Sugeno 퍼지 모델로 표현하고 병렬분산보상(PDC)의 개념을 이용하여 제어기를 설계한다. Lyapunov 함수를 이용하여 시간지연과 포화입력을 갖는 $H_2/H_{\infty}$ 퍼지모델에 대한 폐루프 시스템의 안정성 조건과 LQ 성능을 최소화하는 조건을 유도하고, 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기가 존재할 충분조건을 선형행렬부등식(LMI: liner matrix inequality)을 이용하여 구한다. 제어기는 선형행렬부등식의 해를 구하므로써 바로 구할 수 있으며, 설계된 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기는 $H_{\infty}$ 노옴 한계값을 만족하면서 LQ성능의 상한값을 최소화한다. 마지막으로 포화압력으로 포화압력을 가지는 시간지연 비선형 시스템에 대해 퍼지 $H_2/H_{\infty}$ 제어기 설계 사례를 보인다.


    In this Paper, we present a method for designing fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controllers of delayed nonlinear systems with saturating input. Takagi-Sugeno fuzzy model is employed to represent delayed nonlinear systems with saturating input. The fuzzy control systems utilize the concept of the so-called parallel distributed compensation(PDC). Using a single quadratic Lyapunov function, the globally exponential stability and $H_2/H_{\infty}$ performance problem are discussed. And a sufficient condition for the existence of fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controllers is given in terms of linear matrix inequalities(LMIs). The designing fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controllers minimize an upper bound on a linear quadratic performance measure. Finally, a design example of fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controller for uncertain delayed nonlinear systems with saturating input.


  • 주제어

    $H_2/H_{\infty}$ 제어기 .   TS 퍼지 모델 .   입력제한 .   시간지연 비선형 시스템.  

  • 참고문헌 (15)

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 저자의 다른 논문

  • 이갑래 (12)

    1. 2002 "시간지연을 갖는 비선형 시스템의 퍼지 H2H 제어기 설계" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 8 (7): 578~583    
    2. 2002 "비선형 시스템에 대한 T-S 퍼지 모델 구성" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 8 (11): 941~947    
    3. 2002 "이산시간 폴리토프형 불확실성 시스템의 견실 $H_{\infty}$ 필터링" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SC, 시스템 및 제어 39 (5): 26~33    
    4. 2004 "시간지연 퍼지 시스템의 지연 종속 H 필터 설계" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 10 (7): 618~624    
    5. 2004 "시간지연 퍼지 시스템의 지연 종속 퍼지 H제어기 설계" 퍼지 및 지능시스템학회 논문지 = Journal of fuzzy logic and intelligent systems 14 (5): 571~576    
    6. 2005 "파라미터 불확실성 및 시간지연을 갖는 레이더 김벌 안정화 시스템의 지연종속 퍼지 H 제에" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 11 (11): 920~929    
    7. 2009 "시간지연을 갖는 이산 비선형 마코비안 점프 시스템의 H 퍼지 제어" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems 19 (6): 779~786    
    8. 2012 "상태 및 입력 시간지연을 갖는 이산 퍼지 마코비안 점프 시스템의 H 제어" 한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems 22 (1): 28~35    
    9. 2012 "안드로이드 플랫폼을 탑재한 스마트 지문인식장치 개발" 제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems 18 (11): 1018~1026    
    10. 2013 "상태 및 출력 시간지연을 갖는 이산 비선형 마코비안 점프 시스템의 퍼지H 필터링" 韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information 18 (6): 9~19    

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