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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이영삼
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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본 논문에서는 입·출력 제약조건을 체계적으로 고려함과 동시에 단번에 최소시간으로 진자를 세워 올릴 수 있는 회전형 도립진자의 최소시간 견실 스윙업 제어 방법을 제안하며, 실험을 통해 제안된 방법을 검증한다. 실험에 사용하기 용이한 회전형 도립진자 시스템을 구성하기 위해 slip-ring 구조를 도입한 회전형 도립진자 시스템 구조를 제안하며 도립진자의 3축 관성모멘트를 모두 고려한 모델 방정식을 새롭게 유도한다. 스윙업 제어를 위해 피드포워드 제어와 피드백 제어로 구성된 2자유도 제어 구조를 도입한다. 구동기의 성능을 최대로 끌어내어, 스윙업 제어에 소요되는 시간을 최소화하기 위해 회전형 도립진자의 스윙업 궤적을 주어진 제약조건들을 만족하는 비선형 최적제어 문제의 해로 정의한다. 피드포워드 제어기만으로는 피드포워드 제어기의 한계로 인해 제어의 견실성을 보장할 수 없다. 따라서 확장 칼만 필터를 사용한 관측기를 최적 피드백 제어기에 적용하여 견실성을 가지도록 하였다. 실험을 통해 제안된 스윙업 제어방식이 입·출력 제약조건을 만족하며 효과적으로 스윙업 제어를 수행하는 것을 검증한다.
목차
1. 서론 12. 회전형 도립진자 시스템 42.1 회전변위 제약이 없는 회전형 도립진자 시스템의 구조 42.2 회전형 도립진자 시스템의 비선형 모델 유도 63. 2 자유도 스윙업 제어기 설계 123.1 피드포워드 궤적 생성 133.2 피드포워드 제어기 설계 163.3 Linear Quadratic 피드백 제어기 설계 173.4 확장 칼만 필터 기반의 관측기 설계 194. 스윙업 제어 실험 및 결과 244.1 회전형 도립진자의 피드포워드 궤적 생성 및 모델계수 추정 244.2 시변 LQ 제어 이득 궤적 생성 294.3 스윙업 제어 실험 결과 315. 결론 33
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