T-S Fuzzy Control 모델링, 시뮬레이션

소개

대형 시계탑의 초침을 DC모터로 제어하는 시스템을 제어한다. 초침의 조건은 1분당 1회전의 속력으로 회전해야 하며 초침의 질량은 일정하게 분포되어 있다고 가정한다.
T-S 퍼지 컨트롤러 설계 시, DC 모터의 속도 Tracking 제어를 구현하며 시뮬레이션을 통해 평가한다.
대상이 되는 시스템은 FIGURE과 같으며, 시뮬레이션에 필요한 시스템의 파라메타들은 임의로 결정하여 시뮬레이션 한다.

목차

1 INTRODUCTION 3
1.1 SYSTEM DESCRIPTION 3
1.2 DYNAMIC CHARACTERISTIC 3

2 T-S FUZZY MODELING 5

3 안정도 판별 7

4 SIMULATION 9

5 CONCLUSION 12
5.1 REFERENCES 12

본문내용

1 Introduction
1.1 System Description
이번 과제에서는 대형 시계탑의 초침을 DC모터로 제어하는 시스템을 제어한다. 초침의 조건은 1분당 1회전의 속력으로 회전해야 하며 초침의 질량은 일정하게 분포되어 있다고 가정한다.
따라서 T-S 퍼지 컨트롤러 설계 시, DC 모터의 속도 Tracking 제어를 구현하며 시뮬레이션을 통해 평가한다.
대상이 되는 시스템은 FIGURE 1 1과 같으며, 시뮬레이션에 필요한 시스템의 파라메타들은 임의로 결정하여 시뮬레이션 한다.

1.2 Dynamic Characteristic
대상 시스템은 FIGURE 1 2와 같이 표현할 수 있다.

<중 략>

5 Conclusion
임의의 시스템을 대상으로 하여, T-S Fuzzy 이론을 통한 시스템 Tracking 제어기를 설계 및 설계 기법에 대해서 학습하였다. T-S Fuzzy 이론을 통해서 Membership Function을 구하고, Tracking 제어기를 설계하였으며, 시스템의 안정도를 구해 보았다.
최종적으로 구성된 제어기를 이용하여 대상 시스템을 Simulation을 통해 검증 하였다. Simulation 결과, 제어 입력에 따라 시스템이 동작 함을 확인 할 수 있었고 그 성능 또한 만족스러웠다. 하지만, 제어 입력의 경우, 전체적으로 낮은 전압의 제어 입력을 필요로 하는 반면 초기 구동 시, 높은 제어 입력을 요구하는 사항은 개선되어야 할 부분이다.
이러한 과정을 통해서 T-S Fuzzy 이론을 이해할 수 있었고, T-S Fuzzy Control의 유효성을 확인 할 수 있었다. 추후 기회가 된다면 실제 존재하는 시스템을 T-S Fuzzy이론을 통해 제어기를 설계하고 시뮬레이션 결과와 실제 구동결과를 비교해 보고 싶다.

참고자료

· T-S 퍼지 모델과 내부모델 설계기법을 이용한 Two-Rotor 시스템의 Tracking 제어 / 조재동 외 6명 / CASS 2008
· T-S 퍼지 모델을 기반으로 한 Two-Rotor 시스템의 안정화 제어기 설계 / 손명공 외 5명 / 산업기술연구원 논문집
· Fuzzy Control Systems Design and Analysis / KAZUO TANAKA and HUA O.WANG