차분진화 알고리즘 기반 최적 Interval Type-2 퍼지 직렬 형 제어기의 설계 및 볼-빔 시스템의 적용
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2010
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Korean
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학술저널
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31-34(4쪽)
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본 논문은 차분진화 알고리즘(Differential Evolution Algorithm)을 이용하여 회전형 역 진자 시스템의 최적 Interval Type-2 Fuzzy 제어기 설계를 제안한다. 차분진화 알고리즘은 간단한 구조로 전역 최적 해에 대한 수렴성이 뛰어나고 알고리즘제어 파라미터가 적어서 사용하기 편리하며 다른 진화 알고리즘에 비해서 컴퓨팅 시간이 짧은 장점을 지닌다. 기존의 Type-1의 확장인 Type-2는 멤버쉽 함수의 FOU를 이용하여 제어의 특성을 높일 수 있다. Type-2 FLC는 기존의 Type-1 FLC와 비교하여 불특정적인 외란을 포함한 알려지지 않은 시스템에 대해서 견실한 특성을 지닌다. Type-2 FLC의 멤버쉽 함수를 최적화 알고리즘을 이용하여 비선형 특성에 적합한 제어기로 최적화 한다. Cascade 형식의 제어기는 외란을 잘 소거시키고 제어 루프의 동특성 성능을 개선시킨다. 직렬로 연결된 cascade 시스템은 내부의 제어과정에 설정치가 변화되면 전체적인 시스템에 큰 영향을 준다. 이러한 변화에 쉽게 대응하고 보상하기 위하여 최적의 저어기 설계가 필요하다. 제어기의 성능 향상을 위해 퍼지 제어기의 제어규칙(Rule), 환산계수(Scaling Factor; SF)와 멤버쉽 함수와 같은 최적 제어 파라미터를 차분진화 알고리즘을 통해 시스템을 구축한다. 제어시스템의 성능을 평가하기 위하여 비선형 시스템 중 하나인 Ball & Beam 시스템에 적용한다. Ball & Beam 시스템은 Servo Motor와 Beam이 직렬로 연결되어 모터의 제어를 통하여 Ball의 위치를 제어하는 시스템 이다. 이 시스템을 시뮬레이션 및 실제 공정에 적용하여 성능을 평가한다.
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