적응 알고리즘과 내부 모델 제어를 이용한 주기적 외란 억제 기술에 관한 연구
- Alternative Title
- A Study on Periodic Disturbance Cancellation Technique using Adaptive Algorithm and Internal Model Control
- Abstract
- Periodic disturbance involves various engineering applications in input parts of control systems. Adaptive disturbance cancellation is a generic approach to reject such disturbances by using control engineering techniques. In recent years, complicated dynamic systems have been constructed in industrial fields and correspondingly advanced disturbance cancellation strategies are presented for enhancing control performances.
This dissertation presents a novel adaptive internal model control method for effective depression of disturbance due to dynamic vibration against mechanical systems. The proposed control system is composed of a generic IMC configuration and adaptive feed-forward control mechanism.
The former includes a dynamic system model for mathematical representation of a controlled plant and a forward control law configured with its inverse model and control parameter. And an AFC system is constructed with sine and cosine functions and its parameter vector is optimally determined from an adaptive estimation approach.
This control mechanism is effective to mitigate vibrated disturbance excitation with unknown frequency and amplitudes particularly. We accomplish computer simulation study for demonstrating reliability of the proposed control approach with numerical examples.
The proposed control algorithm is coded by a well-known Matlab software and various simulation scenarios are adopted to test its robustness under changeable system environments in terms of external vibrated disturbances with different frequencies and amplitudes.
Finally, we carried out a real-time experiment to prove practicability of the proposed control system by utilizing a test-bed system. This test-bed includes a mechanical vibrator to generate a physical disturbance excitation to a controlled plant, and a magneto-rheological (MR) damper utilized as an mechanical actuator to reduce vibration disturbance.
- Author(s)
- 김준수
- Issued Date
- 2015
- Awarded Date
- 2015. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교 대학원
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/12706
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002070056
- Alternative Author(s)
- kim. jun su
- Affiliation
- 부경대학교
- Department
- 대학원 제어계측공학과
- Advisor
- 이형기
- Table Of Contents
- 제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 동향 3
1.3 연구 내용 8
제 2 장 외란 제어 시스템 12
2.1 외란 시스템 모델 12
2.2 내부 모델 제어 이론 14
2.3 적응 피드포워드 제어 기법 15
2.4 직접 적응 알고리즘 18
2.5 적응 알고리즘 22
제 3 장 내부 모델 제어와 적응 알고리즘 제어 시스템 28
3.1 내부 모델 제어의 구성 28
3.2 내부 모델 제어 시스템 32
3.3 수정된 적응 피드포워드와 내부 모델 제어 시스템 33
3.4 적응 알고리즘과 내부 모델 제어 시스템 36
제 4 장 컴퓨터 시뮬레이션 39
4.1 제안한 제어 시스템의 블록선도 39
4.2 주기적 외란 제어기 시뮬레이션 43
4.2.1 제어기 성능 시뮬레이션(주파수 0.5[Hz]의 외란 신호) 44
4.2.2 제어기 성능 시뮬레이션(주파수 1[Hz]의 외란 신호) 45
4.2.3 제어기 성능 시뮬레이션(주파수 2[Hz]의 외란 신호) 46
4.2.4 제어기 성능 시뮬레이션(주파수 3[Hz]의 외란 신호) 48
4.2.5 제어기 성능 시뮬레이션(주파수 5[Hz]의 외란 신호) 50
4.2.6 제어기 성능 시뮬레이션(주파수 7[Hz]의 외란 신호) 52
제 5 장 실험 및 고찰 55
5.1 실험 장치의 구성 55
5.2 MR 댐퍼의 구조 57
5.3 MR 댐퍼의 동작 원리 61
5.4 마찰의 유형 62
5.4.1 히스테리시스 63
5.4.2 클롬 마찰 63
5.4.3 점성 마찰 64
5.5 MR 댐퍼의 모델 65
5.5.1 빙햄 모델 65
5.5.2 달 모델 66
5.5.3 루그리 모델 67
5.5.4 부크-웬 모델 69
5.6 외란 제어기의 실험 71
5.6.1 비제어기의 외란 특성(외란 주파수 1[Hz], 중량 34[Kg]) 71
5.6.2 비제어기의 외란 특성(외란 주파수 2[Hz], 중량 34[Kg]) 73
5.6.3 비제어기의 외란 특성(외란 주파수 3[Hz], 중량 34[Kg]) 76
5.6.4 비제어기의 외란 특성(외란 주파수 5[Hz], 중량 34[Kg]) 78
5.6.5 적응 알고리즘과 내부 모델 제어기의 외란 제거 특성
(외란 주파수 2[Hz], 중량 34[Kg]) 80
5.6.6 적응 알고리즘과 내부 모델 제어기의 외란 제거 특성
(외란 주파수 3[Hz], 중량 34[Kg]) 81
5.6.7 적응 알고리즘과 내부 모델 제어기의 외란 제거 특성
(외란 주파수 5[Hz], 중량 34[Kg]) 83
5.6.8 적응 알고리즘과 내부 모델 제어기의 외란 제거 특성
(외란 주파수 5[Hz], 중량 54[Kg]) 85
5.6.9 적응 알고리즘과 내부 모델 제어기의 외란 제거 특성
(외란 주파수 5[Hz], 중량 74[Kg]) 86
5.6.10 적응 알고리즘과 내부 모델 제어기의 외란 제거 특성
(외란 주파수 5[Hz], 중량 94[Kg]) 88
5.7 고 찰 89
제 6 장 결 론 91
참고 문헌 93
감사의 글 100
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