가중함수에 따른 능동제어 알고리듬의 비교 연구

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국전산구조공학회 ㆍ수록지정보 : 한국전산구조공학회 논문집 / 14권 / 2호
ㆍ저자명 : 민경원, 김진구, 김성춘, 정란

한국어 초록

성능지수는 제어 대상이 되는 구조물의 응답과 제어기의 성능에 관한 가중함수로 구성되어 있다. 따라서 가중함수의 설계에 따라 성능지수가 변화되며 제어 효율이 달라진다. 본 논문에서는 최적 능동제어 알고리듬의 일종인 시간 영역에서의 성능지수를 고려한 LQR기법과 LQG기법 및 주파수 영역에서의 성능지수를 고려한 H기법에 대하여 동일한 가중함수를 적용하여 제어 성능인 제어율과 제어력을 비교하는데 목적을 두고 있다. 그러나, LQG기법은 모든 상태 변수를 알아야 하는 LQR기법의 한계를 극복할 수 있으며 LQR기법과 동일 수준의 제어율과 제어력을 보이고 있고 출력 제어라는 장점을 고려하면 현실적인 기법이라고 말할 수 있다. 마지막으로 구조물 응답과 제어기의 주파수 특성을 고려하여 주파수 필터의 가중함수를 설계하는 H기법을 분석하였다. H기법은 제어력을 저주파수 영역에 집중시킬 수 있기 때문에 구조물 응답을 효과적으로 제어할 수 있는 방법으로 분석되었다.

영어 초록

The cost function consists of the weighting functions concerning the structural responses to be controlled and the controller capability. Therefore, the control efficiency depends on the characteristics of the weighting functions. The objective of this paper is the comparative study of the time domain control strategies of LQR and LQG and the frequency domain strategy of H2 by setting the equivalent weighting functions to the all control strategies. As a result of analysis, LQR strategy is found to be more efficient than other strategies in terms of the response reduction, but the control force is found to be a little higher. As LQG can compensate the limitation of LQR that all state variables should be identified, LQG is more acceptable algorithm than LQR. Furthermore LQG shows a good performance both in the response reduction and the control force. Finally H2 algorithm is employed to illustrate the importance of weighting filters considering the frequency characteristics of the response and the controller. It is shown that the H2 algorithm is found to be the most effective one for the response control with a little control force having a low frequency band.

참고 자료

없음