This dissertation mainly deals with the extension of the generalized minimum variance control and generalization of the Robbins-Monro-scheme to account for input variance constraint.
In order to account for the input variance constraint, the weighted minimum variance control is extended to include rational transfer functions as well as polynomials as the weighting on control input variance so as to guarantee the closed-loop stability in the whole range of the scalar input weighting and to ensure the monotonic property of the controlled output and control input variances with respect to the scalar input weighting. A sufficient condition for monotonic variation and for the stability of the closed-loop system in the whole range of the scalar weighting on control input is derived in the extended weighted minimum variance control. The algebraic criteria is used to determine the unknown weighting polynomials which satisfy the sufficient condition. In addition, Robbins-Monro scheme is generalized to improve the convergence rate and to increase the monitoring capability in on-line adaptation of the scalar input weighting under the time varying external disturbance to satisfy the constraint on input variance. The two schemes are then combined and applied to the vibration control of a hydraulic servo-damper beam system. The experimental and simulation results show that the maximum use of the available input variance is ensured in the presence of time varying external disturbance so as to achieve the good control performance and the effectiveness of the servo-damper system used for the suppression of the beam vibration.
일반적인 제어계에서는 입력크기에 대한 제한조건이 존재하므로 제어시 이 제한조건을 만족시키는 제어기의 설계는 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 입력분산제한을 고려한 확장된 일반최소분산제어를 제시하였으며 유압구동 서어보 감쇠계를 이용한 외팔보 진동제어에 응용을 시도하였다.
기존의 일반최소분산제어는 스칼라 입력가중치의 증가에 대해 폐회로의 입.출력이 감소.증가하는 특성을 보장하지 못한다. 따라서 이러한 계에서는 제어환경의 변화에 따라 입력분산이 항상 주어진 제한조건을 만족시키도록 스칼라 입력가중치를 적응시키는 적응제어의 적용이 매우 어렵다. 본 연구에서는 일반최소분산제어 이론을 확장하였으며 이 제어기를 적용한 폐회로에서 입.출력 분산과 입력가중치가 역비례.비례하고 모든 스칼라 입력가중치에 대해 폐회로의 안정성을 보장할 수 있는 충분조건을 유도하였다. 스칼라 입력가중치를 제어환경의 변화에 따라 적응시키는데 사용하고 있는 기존의 로빈스-몬로법을 일반화시켜서 수렴속도와 외부환경의 모니터능력을 향상시켰다. 위의 확장된 일반최소분산제어방법과 일반화된 로빈스-몬로법을 유압구동서어보 감쇠계가 장치된 외팔보의 진동제어에 응용하였다. 실험결과 주어진 입력분산의 제한조건하에서 최적의 제어성능을 보였으며 스칼라입력 가중치의 적응능력이 향상되었음을 알 수 있었다.
