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dc.contributor.advisor Eun, Yong Soon -
dc.contributor.author Na, Gyu Jin -
dc.date.accessioned 2017-05-10T08:53:25Z -
dc.date.available 2017-01-18T00:00:00Z -
dc.date.issued 2017 -
dc.identifier.uri http://dgist.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002326962 en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/20.500.11750/1490 -
dc.description.abstract In chapter 1, we consider effect of measurement noise of DOB based control system with saturating actuators. Augmenting feedback control systems with disturbance ob-server (DOB) is a widely used technique in system design to compensate for the effect of exogenous disturbances as well as plant model uncertainties. In practice, DOB implementation has to take actuator saturation into account in order to avoid poor transient response or instability occurring due to saturating control input. In such systems, we have observed that a tracking loss may occur due to zero mean measurement noise. This phenomenon has never been reported in DOB literature. This paper reports the phenomenon, analyzes the conditions under which the tracking loss occurs, and also presents design guideline to avoid it based on the analysis. Experimental verification is also provided using a BLDC motor drive testbed.
In chapter 2, we consider heavy-duty vehicle platooning. Heavy-duty vehicle platooning has received much attention as method to reduce fuel consumption by keeping the distance between vehicles short enough to decrease aerodynamic drag. Major disturbances in the platooning are the slope in the road and uncertain mass of the vehicle. Existing method to reduce the effect of slope is to combine the vehicle position obtained from GPS and the slope database to calculate the amount of feed-forward type compensation. However, slope database is costly to acquire, and GPS signal is unreliable in some locations. We present vehicle controller based on disturbance observer (DOB) to compensate the effect of slope and mass without relying on the GPS and the slope database. Actual measurement of the road slope taken in highways of Sweden is used and simulation is conducted. ⓒ 2017 DGIST
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dc.description.tableofcontents 1 Effect of Measurement Noise 1--
1.1 Introduction 1--
1.1.1 Motivation 1--
1.1.2 Chapter Outline 2--
1.2 NITE in Control Systems with AWRC DOB 3--
1.3 Analysis 5--
1.3.1 Stochastic Averaging Theory 5--
1.3.2 NITE Analysis 8--
1.4 NITE Mitigation Method 12--
1.5 DC Motor Experimental Results 14--
1.6 Conclusions 15--
1.7 Appendix 17--
1.8 MATLAB CODE 21--
2 Applications to Heavy-duty Vehicle Platooning 25--
2.1 Introduction 25--
2.1.1 Motivation 25--
2.1.2 Chapter Outline 26--
2.2 Platoon Architecture 26--
2.3 Vehicle and Platoon model 28--
2.4 Vehicle Controller 30--
2.4.1 Reference Generator 30--
2.4.2 DOB based Controller with Braking System 31--
2.5 Platoon Coordinator 33--
2.6 Simulation 35--
2.7 Conclusions 41--
2.8 MATLAB CODE 41--
2.8.1 Initialization 41--
2.8.2 Platoon Coordinator 48--
2.8.3 Reference Generator 52--
2.8.4 DOB based vehicle controller 53
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dc.format.extent 84 -
dc.language eng -
dc.publisher DGIST -
dc.subject Disturbance Observer -
dc.subject Noise Induced Tracking Error -
dc.subject BLDC motor testbed -
dc.subject Heavy-duty vehicle -
dc.subject platooning -
dc.subject 외란관측기 -
dc.subject 측정잡음으로 인한 추종오차 -
dc.subject 모터실험 -
dc.subject 대형차량 -
dc.subject 자율군집주행 -
dc.title Study on DOB based Control Systems with Saturating Actuators and Measurement Noise -
dc.title.alternative 포화 액츄에이터와 측정잡음을 고려한 외란관측기 기반 제어시스템 연구 -
dc.type Thesis -
dc.identifier.doi 10.22677/thesis.2326962 -
dc.description.alternativeAbstract 외란관측기 기반 제어기의 측정잡음으로 인한 추종오차 현상을 연구하였습니다. 여기서 말하는 외란관측기란 모델불확실성, 외란에 의한 영향을 보상할 수 있는 강인제어기법입니다. 이러한 이유로 현재 많은 산업체에서는 드론 제어, 로봇 제어, 차량 제어, 전기자전거 제어, 모터 제어 등의 다양한 분야에 외란관측기 기반 제어기를 적용하여 그 효과를 보고 있습니다. 하지만 외란관측기 기반 제어기를 사용하면서 센서의 측정 잡음이 존재하는 경우에 측정잡음으로 인해 제어 시스템의 출력이 참조값을 따라가지 못하는 현상을 발견하였습니다. 이러한 현상을 외란관측기 기반 제어시스템에서의 나이트 현상이라 명명하였고 Stochastic averaging theory를 사용하여 나이트 현상이 나타나는 조건과 추종오차를 수학적으로 증명하였습니다. 또한 나이트 현상을 줄일 수 있는 제어기 설계 방법 2가지를 제시하였습니다. 본 연구의 타당성을 입증하기 위해 시뮬레이션과 BLDC 모터 테스트 베드를 이용하여 이를 검증하였습니다. 다음 연구로 자율군집주행기법을 연구하였습니다. 자율군집주행이란 차량 간에 짧은 거리를 유지하며 운행되는 주행방법으로 이를 이용하면 차량이 받는 공기저항의 영향을 줄여 연료를 절감할 수 있습니다. 하지만 화물적재로 인한 차량의 질량이 변하여 차량의 다이나믹스가 변하는 경우 혹은 차량이 외란에 의한 영향을 받을 경우, 차량은 속도 추종을 방해 받게 됩니다. 이는 자율군집주행제어에 매우 악의적인 영향임을 의미합니다. 학회에서는 이러한 문제를 어떻게 해결해야 할지를 제시하지 못하였고, 본 연구를 통해 이를 제어적인 관점에서 어떻게 속도추종을 보상하여 군집주행을 가능케 할 수 있을지에 관해 해결법을 제시하였습니다. 해결 방법으로 차량제어기에 강인제어 기법을 사용하여 제어기를 구현하였고, 시뮬레이션은 스웨덴의 Mariefred 지역에서 Eskilstuna 지역까지의 실제 도로 데이터를 이용하였으며 실제 차량과 유사한 환경으로 시뮬레이션 하였습니다. ⓒ 2017 DGIST -
dc.description.degree Master -
dc.contributor.department Information and Communication Engineering -
dc.contributor.coadvisor Shim, Hyung Bo -
dc.date.awarded 2017. 2 -
dc.publisher.location Daegu -
dc.description.database dCollection -
dc.date.accepted 2017-01-18 -
dc.contributor.alternativeDepartment 대학원 정보통신융합공학전공 -
dc.contributor.affiliatedAuthor Na, Gyu Jin -
dc.contributor.affiliatedAuthor Eun, Yong Soon -
dc.contributor.alternativeName 나규진 -
dc.contributor.alternativeName 은용순 -
dc.contributor.alternativeName 심형보 -
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Department of Electrical Engineering and Computer Science Theses Master

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