KR100230573B1 - 원자력발전소 폐기물 이송 크레인 자동운전 제어방법과 장치 - Google Patents

원자력발전소 폐기물 이송 크레인 자동운전 제어방법과 장치 Download PDF

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Abstract

원자력발전소 폐기물 저장창고에서의 방사성 폐기물 이송저장 작업은 대개의 경우 숙련된 운전자가 폐기물 드럼을 이송하는 크레인을 운전함으로써 이루어진다.
이때, 운전자는 크레인에 매달린 폐기물 드럼의 낙하사고를 방지하기 위하여 드럼의 흔들림을 최소화시키면서 원하는 지점까지 드럼을 이송시킨다.
그러나, 이와 같은 작업은 운전자의 경험에 전적으로 의존하여 운전을 수행하는 것으로 운전자의 피로 혹은 실수로 인하여 사고가 유발할 수도 있고 또한 경험이 적은 운전자의 경우 사고 발생의 위험성이 높아지고 드럼의 이송시간도 길어진다.
따라서, 본 발명에서는 운전자의 부담을 줄이고 크레인 운전경험이 없는 작업자라도 방사성 폐기물 드럼을 빠른시간 내에 정확한 지점으로, 흔들림을 작게하면서 이송할 수 있도록 퍼지제어 방식을 이용하여 크레인의 제어알리고즘을 개발하였다.
또한 기존의 퍼지 제어기와는 달리 제어규칙이 없거나 미비한 상황에서도 자동운전이 가능하도록, 크레인 운전도중 학습에 의해 퍼지 제어규칙이 자동적으로 만들어지도록 하였다.
퍼지학습 제어알고리즘은 주어진 기준치, 즉, 크레인의 최대 위치 오차와 매달린 이송물의 최대 흔들림량이 감소되도록, 각 운전 시간마다 학습 알고리즘이 크레인의 운전 상태를 퍼지제어기 구조를 자동으로 변형시켜 개선된 제어규칙을 적용함으로써 정해진 목표를 달성할 수 있도록 한다.

Description

원자력발전소 폐기물 이송 크레인 자동운전 제어방법과 장치
본 발명은 원자력발전소의 방사성 폐기물 저장창고에서 폐기물 드럼을 이송·저장하는 작업의 안전성과 효율을 향상시키기 위하여 이 작업에 사용되는 크레인을 자동운전할 수 있는 퍼지학습 제어 방법과 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 기존의 퍼지제어 방법과는 달리 이 방법에 사용되는 제어 규칙이 없거나 미비한 상황에서도 크레인 운전 도중 자동적으로 제어 규칙을 만들어내는 학습기능을 포함한다.
원자력발전소에서 발생하는 폐기물을 이송하는 작업은 숙련된 운전자가 크레인을 직접 운전하여 이루어지고 운전자는 크레인에 달리 폐기물 드럼을 원하는 지점까지, 매달린 드럼의 흔들림을 최소화 시키면서, 이송을 수행한다.
이러한 작업은 운전자의 경험에 전적으로 의존하여 운전을 수행하는 것으로, 운전자의 피로 혹은 뜻밖의 실수나 또는 경험이 있는 운전자가 없는 경우에는 크레인 운전에 상당한 위험이 발생할 수 있다.
따라서 운전자의 부담을 줄이고 크레인 운전에 경험이 없는 상황에서라도 폐기물 이송이 가능하도록 하기 위하여 크레인의 자동조종이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
원자력분야는 아니지만 다른 분야에서 크레인을 자동운전하기 위하여 퍼지 제어기를 개발한 바 있다.
그러나 자동운전을 위한 퍼지 제어기를 구성하기 위해서는 제어규칙을 만들어야 하는데 이러한 작업을 수행하기 위해서는 운전자의 풍부한 운전 경험지식을 필요로 한다.
만약 제어규칙에 운전지식이 충분히 반영되지 않으면 퍼지 제어기의 제어성능은 떨어지게 되고 이러한 성능을 향상 시키기 위하여 제어규칙 조정작업을 하기 위해서는 많은 시간과 노력이 들어가야 한다.
원자력발전소 폐기물 이송에서 운전자의 부담을 줄이고 크레인 운전에 경험이 없는 상황에서라도 폐기물 이송이 가능하도록 하기 위하여 본 제어알고니즘을 개발 하였다.
또한 기존의 퍼지 제어기와는 달리 제어규칙이 없거나 미비한 상황에서도 자동운전이 가능하도록, 운전을 수행하면서 학습에 의해 퍼지 제어규칙을 만들도록 하였다.
퍼지학습 제어알고리즘은 주어진 기준치, 즉, 크레인의 최대 위치 오차와 매달린 이송물의 최대 흔들림량이 감소되도록, 각 운전 시간마다 학습 알고리즘이 크레인의 운전 상태를 퍼지 제어기 구조를 자동으로 변형시켜 개선된 제어규칙을 적용함으로써 정해진 목표를 달성할 수 있도록 한다.
도1은 원자력발전소 폐기물 이송 크레인 자동운전 개략도.
도2는 폐기물 이송 크레인 자동제어 블록선도.
도3은 크레인 자동운전시 속도분포.
도4는 크레인 자동운전시 이송물의 흔들림.
도5는 크레인 자동운전시 크레인의 이송위치.
도6은 크레인 로프 길이의 변화.
도7은 퍼지학습 제어알고리즘 구조.
도8은 기본단계의 구조.
도9는 정규화된 소속함수의 형태.
도10은 자기구성단계의 구조.
도11은 (6)항의 첫 번째 방법에 의한 크레인 자동운전시 이송물의 흔들림.
도12는 (6)항의 첫 번째 방법에 의한 크레인 자동운전시 크레인 이송위치.
도13은 (6)항의 두 번째 방법에 대한 제어기 Ⅲ의 내부 구성 블록선도.
도14는 (6)항의 두 번째 방법에 의한 크레인 자동운전시 이송물의 흔들림.
도15는 (6)항의 두 번째 방법에 의한 크레인 자동운전시 크레인 이송위치.
* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 크레인 2 : 저장소
3 : 드럼파지장치 4 : 로프
5 : 차폐벽 6 : CCD카메라
7,8 : 레이저 센서 9 : 제어기 Ⅰ
10 : 제어기 Ⅱ 11 : 제어기 Ⅲ
12 : 전환장치 13 : 결정모드
14 : 제어모드 15 : 흔들림
16 : 위치 17 : 크레인의 위치
18 : 자기구성단계 29 : 기본단계
20 : 퍼지제어기 21 : 퍼지화 단계
22 : 추론화 단계 23 : 비퍼지화 단계
24 : 평가함수 25 : 알고리즘
26 : 제어알고리즘 27 : 제어알고리즘
28 : 가중연산
원자력발전소의 방사성 폐기물 저장소내에서 크레인을 이용하여 방사성 폐기물을 이송하고 저장하는 작업의 자동운전을 실현하기 위한 시스템 구성이 도1에 나타나 있다.
원자력발전소에서 발생하는 방사성 폐기물은 원통형의 드럼에 적절히 포장된 후 수송차에 의해서 방사성 폐기물 저장소 앞의 공간으로 수송된다.
수송된 방사성 폐기물은 도1에서 보는 바와같이 저장소 상단에 설치된 크레인(1)에 의해서 방사성 폐기물 저장소(2)로 이송 및 저장된다.
크레인이 방사성 폐기물 드럼이송을 하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 크레인에 달린 드럼파지장치(3)를 이용하여 폐기물 드럼을 파지하고 로프(4)를 방사성 차폐벽(5) 위로 올린 후 원하는 저장위치로 방사성 차폐벽으로 넘어서 드럼을 이송한다.
마지막으로 원하는 지점에서 크레인에 부착된 로프를 밑으로 내리고 폐기물 드럼을 저장소 바닥에 놓는다.
방사성 폐기물 저장소내의 폐기물 드럼의 이송위치 선정을 위해서 도1에 나타난 바와 같이 저장소 상단에 달린 CCD카메라(6)를 이용하며, 방사성 폐기물 이송시 이송물의 위치좌표 인식을 위해서 크레인 주위에 설치된 주행 및 횡행용 레이저 센서(7)(8)를 이용한다.
도1에는 나타나 있지 않지만 이송물의 흔들림을 구하기 위한 센서가 로프에 부착되어 있다.
상기한 크레인 운전에 대한 이송물의 흔들림은 다음과 같은 식으로 표현된다.
Figure kpo00002
(1)식에서 θ는 이송물의 흔들리는 각도(radian), x는 크레인이 이동한 위치(cm), g는 중력가속도(980cm/sec2), L은 크레인에 달린 로프의 길이(cm)를 나타낸다.
상기한 설명한 중간단계인 폐기물 드럼을 이송하는 과정에서 크레인은 가속단계, 등속도단계, 감속 및 정지단계로 크게 세 단계로 구분할 수가 있으며 따라서 제어도 가속단계, 무진동 제어단계, 무진동 및 정지위치에 제어단계로 나누어 각각의 단계마다 제어기를 설계하였다.
도2는 크레인 자동운전시 제어를 수행하는 블록선도를 나타내고 있다.
도2에서 제어기 Ⅰ(9)은 가속단계에서, 제어기 Ⅱ(10)는 무진동 제어단계에서, 제어기 Ⅲ(11)은 무진동 및 정지위치 제어단계에서 제어를 수행한다.
제어단계 결정모드(13)는 센서로부터 들어오는 위치(x) 및 각도(θ)신호를 기반으로 제어단계를 결정하고, 이 값이 전환장치(12)에 넘어가며 전환장치는 각 제어단계에 맞는 제어기를 선택하여 선택된 제어기에서 나오는 출력값을 제어대상(14)에 입력으로 가한다.
이와 같이 제어 시스템을 구성하여 크레인 운전에 적용하였을 경우, 크레인 모델식인(1)식을 이용하여 전사모사한 크레인의 속도분포는 도3에서 보는 바와같이 나타난다.
도3에서 가속단계는 Ⅰ, 무진동 제어단계는 Ⅱ, 무진동 및 정지위치 제어단계는 Ⅲ으로 표시되어 있다.
각 단계에서의 제어는 다음과 같이 진행된다.
가속단계에서는 짧은 시간내에 크레인이 초기 설정속도 V1에 도달하도록 크레인의 구동모터가 낼 수 있는 최대 가속도 α로 T1시간동안 크레인 모터를 구동한다.
가속시간 T1은 최대 가속도와 V1이 설정되면 단순계산에 의해서 결정되며 설정속도 V1은 크레인의 이송가능한 최대속도의 1/2에서 2/3값 사이에서 결정한다.
도3에서는 V1을 10cm/sec로 정하였고 최대 가속도 α는 66.678cm/sec2이다.
이 단계에서는 이송물의 흔들림을 고려하지 않고 크레인을 단순히 일정속도로 가속시키는 것이 목적이므로 개루프방식으로 제어를 수행한다.
시간 T2이부터는 무진동제어 단계로 들어간다.
시간 T2는 크레인 줄의 회전 주기의 1/2이되는 지점으로 도4에서 보는 바와같이 이 시간부터 이송물은 크레인과 지면의 수직선상에서 크레인의 뒤 쪽에 있다가 크레인의 앞쪽으로 흔들리기 시작한다.
이 시간부터 퍼지학습 제어알고리즘이 작동하여 이송 폐기물의 흔들리는 각도를 0°으로 유지하도록 제어를 수행한다.
이 단계에서 시간이 지나면 퍼지학습 제어알고리즘에 의해 이송물의 흔들리는 각은 0°으로 유지되고 속도는 등속도로 유지되어 크레인의 위치는 시간에 대해 선형적으로 진행한다.
도5는 크레인의 원하는 위치(16)에 대한 실제 크레인의 위치(17)을 보여주고 있다.
크레인의 위치가 방사성 폐기물 저장소내의 원하는 지점에서 임의의 거리만큼 떨어진 위치까지 도달하는 시점인 T3시간부터는 무진동 및 정지위치 제어단계로 들어간다.
저장소내의 원하는 지점에서 임의로 떨어진 거리의 값은 제어기 설계자가 저장소의 크기 및 크레인의 평균 이송 거리를 고려하여 적절하게 선정한다.
이 단계에서는 퍼지학습 제어알로리즘이 이송물의 흔들림을 항상 0°로 유지함과 동시에 크레인이 원하는 지점에서 정확히 정지하도록 두 가지의 제어를 동시에 수행한다.
도4와 도5는 이러한 세 단계에 걸쳐서 제어를 수행한 경우 이송물의 흔들림과 이송위치를 보여주고 있다.
도4에서 시간이 7초일 때 나타나는 이송물의 흔들림(15)은 이송물이 장애물에 걸렸을 경우와 같은 뜻밖의 외란(-0.5°)이 가해진 경우이다.
이러한 외란이 가해졌으므로 도2의 속도분포 중 등속도구간내의 같은 시간에서 외란에 의해서 발생된 흔들림을 제거하기 위하여 속도가 변화되는 것을 볼 수 있다. 크레인에 부착된 로프의 변화는 도6에 나타나 있다.
퍼지학습 제어알고리즘은 도7에 나타난 바와 같이 크게 두 개의 계층적 구조로 되어 있다.
상층부에 해당되는 부분을 자기구성단계(18)라고 하며 하층부에 해당되는 부분을 기본단계(19)라고 한다.
먼저 계측기를 통하여 들어온 신호들(크레인의 위치 및 속도 그리고 폐기물 드럼을 달고있는 줄의 흔들린 각도)이 자기구성 단계(18)로 들어간다.
자기구성 단계는 이러한 신호들을 이용하여 현재의 이송상황과 이송물의 흔들림을 파악하고 이 값들을 바람직한 방향으로 제어하기 위한 제어규칙을 생성하여 생성된 제어규칙을 기본단계에 전해준다.
기본단계(19)는 계측기에서 들어온 신호와 자기구성 단계에서 생성된 제어규칙을 이용하여 제어대상(14)인 크레인 구동모터의 입력속도를 계산하여 제어대상에 전달한다.
도8은 기본단계에 사용되는 퍼지제어기(20)를 나타내고 있다.
퍼지제어기는 퍼지화단계(21), 제어규칙 및 추론화 단계(22), 그리고 비퍼지화 단계(23)로 나누어 진다.
퍼지화 단계(21)에서는 계측기로부터 받은 신호들과 각각의 원하는 값의 차인 오차입력을 퍼지숫자로 표시하고 또한, 도9와 같이 정의된 소속함수를 이용하여 소속함수 값을 구하여 추론화 단계에 넘겨준다.
제어규칙 및 추론화 단계(22)에서는 이와같이 들어온 퍼지화된 입력값을 제어규칙에 있는 정보를 이용하여 추론을 수행한다.
이와 같이 추론된 결과를 비퍼지화 단계에 넘겨주면 비퍼지화 단계(23)에서는 추론된 결과를 다시 숫자로 변환하여 제어대상에 입력으로 가한다.
위에서 설명한 퍼지제어기의 수학적인 표현식은 다음과 같다.
먼저, 제어규칙에 들어있는 정보는 다음과 같이 표현된다.
IF e1is MFi1and, …, ejis MFij, …, and emis MFim, THEN u is wi(2)
여기에서 e1, …, em들은 퍼지화된 오차입력, MFij는 i번째 제어규칙에서 j번째 입력에 대한 소속함수, u는 제어출력, wi는 i번째 제어규칙에서 제어출력을 나타내고 i는 1부터 n개의 퍼지 제어 규칙의 수를 나타내는 지표이고, j는 1부터 m까지 입력 수를 나타내는 지표이다.
무진동 제어단계에서 제어규칙의 갯수 n은 49이고 입력갯수 m은 2이다.
그리고 무진동 및 정지위치 제어단계에서는 n은 625이고 m은 4이다.
위의 (2)식에서 wi값은 학습의 결과로 바뀌어지는 변수로 초기에는 모두 0으로 할당되고 즉, 제어규칙의 정보가 하나도 없는 상태이고, 점차로 학습 알고리즘에 의해서 변수 값들이 상황에 맞게 바뀌어 간다.
위의 (2)식에서 i번째 제어규칙 소속함수값은 다음과 같은 식에 의해 추론 단계에서 계산된다.
Figure kpo00003
(3)식을 기반으로 해서 퍼지제어기의 최종 제어출력 u는 다음과 같이 구해진다.
Figure kpo00004
(4)식에서 Фi는 기본함수라고 하며 다음과 같이 정의된다.
Figure kpo00005
도10은 자기구성 단계의 내부구조를 나타내고 있다.
자기구성 단계는 제어성능 평가함수(24)와 학습 알고리즘(25)으로 이루어져 있다.
학습알고리즘에 의해 만들어지고 또한 개선된 제어규칙은 기본단계에 있는 퍼지 제어기의 제어규칙(22)에 저장된다.
무진동 제어단계와 무진동 및 정지위치 제어단계에서의 제어성능 평가함수(J)는 아래와 같이 표현된다.
- 무진동 제어단계에서의 제어성능 평가함수 :
J(t) = (1/2){eθ(t)2+λθedθ(t)2} (5)
- 무진동 및 정지위치 제어단계에서의 제어성능 평가함수 :
J(t) = (1/2){ex(t)2+λvev(t)2+λθ[eθ(t)2+λdθedθ(t)2]} (6)
위의 (5)식과 (6)식에서의 오차변수값들은 다음과 같이 정의된다.
eθ(t)=θ(t)-θd, edθ(t)=θ(t)-θ(t-1), ex(t)=xd-x(t), ev(t)=v(t)-vd
위의 식에서 e는 오차를 의미하고,θ는 이송물의 흔들리는 각을, x는 크레인의 이송거리, v는 크레인의 속도를 나타내고, xd와 vd는 각각 원하는 크레인의 이송위치 및 이송속도를 나타낸다.
λθ, λV, λdθ는 조정변수로써 퍼지제어기 입, 출력이 정규화 되어있는 경우, 이 값들은 0에서 1사이의 값을 갖는다.
학습 알고리즘은 t시간에서 위의 (5), (6)식들이 최소가 되는 wi를 기울기 하강법에 의해서 찾는다.
무진동 제어단게에서의 기울기 하강법에 의한 학습 알고리즘은 다음과 같이 표현된다.
wi(t+1) = wi(t)+Kw[eθ(t)Sθ(t)+λθSθ(t)edθ(t)]Фi(t) (7)
위의 (7)식에서 Kw는 학습계수로써 제어대상의 입, 출력이 정규화된 경우에 Kw의 값은 대부분 1로 정의된다.
Sθ는 제어대상의 입력(크레인 구동모터 속도)변화에 대한 출력(로프의 흔들림각)의 반응을 나타내는 민감도 계수이고, 이것은 제어하고자 하는 대상에 의해 결정된다.
여기서는 -0.1의 값을 가지도록 설정하였다.
무진동 및 정지위치 제어단계에서의 학습알고리즘은 (8)식으로 표현된다.
wi(t+1) = wi(t)+Kw[ex(t)Sx(t)+λvSx(t)ev(t)+λθ{eθ(t)Sθ(t)+λdθSθ(t)edθ(t)}]Фi(t) (8)
(8)식에서 민감도 계수 Sx는 제어대상의 입력(크레인 구동 모터 속도)에 대한 크레인의 이송위치의 반응을 나타내는 것으로, 여기서는 제어 시간 간격인 0.1초로 상수화 하였다.
(발명의 다른 실시예)
위의 (5)항에서 기술한 퍼지학습 제어알고리즘에서 무진동 및 정지위치 제어단계에서의 퍼지학습 제어알고리즘은 총 제어규칙이 625개로 제어기를 구현시 마이크로 프로세서의 성능이 낮은 경우 제어기의 작동에 부하가 걸릴 수가 있다.
따라서 제어기의 부하를 줄이고 아울러 제어 알고리즘 처리시간을 단축하기 위하여 입력오차의 수를 줄여서 제어규칙을 감소하는 방안이 있다.
즉, 무진동 및 정지위치 제어단계에서 퍼지학습 제어 알고리즘 구현시 입력오차를 3개로 하면 자기구성 단계에서의 제어성능 평가함수는 아래(9)식과 같이 되고
J(t) = (1/2){ex(t)2+λvex(t)2+λθeθ(t)2(9)
제어규칙의 수 n은 343개로 상기 (5)항에서의 제어규칙에 비하여 거의 반으로 준다.
이와 같은 제어기를 크레인 자동운전에 적용하였을 경우 이송물의 흔들림 및 크레인 이송위치에 대한 전산모사 결과가 도11과 도12에 나타나 있다.
제어 알고리즘 처리시간을 단축시키기 위한 또다른 방법으로는 무진동 및 정지 위치 제어단계에서의 제어를 무진동 제어기와 정지위치 제어기로 나누어 각각의 제어기에서 나오는 값을 가중처리해서 크레인에 제어출력을 주는 방법이다.
이에 대한 블록선도가 도13에 나타나 있다.
도13에서 보는 바와같이 도2에서는 하나의 몸체인 제어기 Ⅲ(11)가 두 개의 몸체, 즉 무진동 퍼지학습 제어알고리즘(26)과 정지위치 퍼지학습 제어알고리즘(27)로 나누어져 있다.
도13에서 가중연산(28)은 각 퍼지학습 제어알고리즘에서 나오는 값들을 가중처리 하여 최종출력(uv3)을 생성하여 제어대상(14)에 입력으로 가한다.
이때의 제어규칙의 수 n은 총98개로 (5)항이나 또는 위의 방법에 의한 제어규칙 보다 상당히 줄일수 있다.
이러한 제어알고리즘을 전산모사한 결과가 도14와 도15에 나타나 있다.
도11 및 도12와 도14 및 도15도를 (5)항에서의 제어알고리즘 결과인 도4 및 도5와 비교하여 보았을 때, 무진동 및 정지위치 제어단계(Ⅲ)에서의 제어성능이 (5)항의 제어알고리즘 성능보다 다소 떨어지나 모두 만족할 만한 제어결과이다.
따라서 퍼지학습 제어알리즘을 현장 제어기에 구현시 (5)항에서 제시한 알고리즘이 큰 부하를 유발하면 위에서 제시한 방법으로 알고리즘을 변형해서 크레인 자동운전에 적용할 수가 있다.
퍼지학습 제어알고리즘에 의한 크레인 자동운전의 전산모사 결과가 도3, 도4, 도5, 그리고 도6에 나타나 있다.
이들 그림에서 볼 수 있는 바와 같이 이송 폐기물 드럼을 매달은 크레인을 원하는 지점으로 이송하는데 본 제어기는 이송물의 흔들림을 충분히 작게하면서 원하는 지점으로 정확히 이송함을 볼수 있다.
그리고 예상치 않았던 뜻밖의 외란이 존재할 경우에도 이송물의 흔들림을 잘 제어함을 볼 수가 있다.
아울러 기존의 퍼지 제어기는 전문가의 지식을 기반으로 주의를 기울여서 제어기 설계자가 구성을 하여야 하나 본 알고리즘은 학습 알고리즘이 퍼지 제어규칙을 직접 구성하기 때문에 제어규칙을 만들기 위하여 전문가의 지식을 문서화할 필요가 없고 단지 제어기 설계자 혹은 운전자가 조정계수 λ들만 조정해주면 된다.
조정계수 λ의 범위는 0에서 1이므로 쉽게 조정할 수가 있다.

Claims (3)

  1. 원자력발전소에서 발생하는 방사성 폐기물을 이송 및 저장하는 데 사용되는 크레인을 자동운전하기 위하여 제어기 Ⅰ(9), 제어기 Ⅱ(10), 제어기 Ⅲ(11), 전환장치(12) 및 제어단계결정모드(13)가 제어대상(14)에 연결된 것으로서 단계별로 제어기를 구성하고 제어기 Ⅱ(10)와 제어기 Ⅲ(11)에 자기구성단계(18)와 기본단계(19)갓 상기 제어대상(14)에 연결된 구조를 갖는 것을 특징으로하는 원자력발전소 폐기물 이송 크레인 자동운전 제어장치.
  2. 원자력발전소에서 발생하는 방사성 폐기물을 이송 및 저장하는데 사용되는 크레인을 자동운전하기 위하여 제어기 Ⅰ(9), 제어기 Ⅱ(10), 제어기 Ⅲ(11), 전환장치(12) 및 제어단계결정모드(13)가 제어대상(14)에 연결된 것으로서 제어단계별로 제어기를 구성하고 제어기 Ⅱ(10)와 제어기 Ⅲ(11)에 자기구성단계(18)와 기본단계(19)가 상기 제어대상(14)에 연결된 구조를 갖는 퍼지학습 제어알고리즘을 적용하는데 있어서 제어기 Ⅱ(10)에서 무진동 제어를 수행하기 위한 퍼지학습 제어 알고리즘을 구현하기 위하여 제어성능 평가함수(24) J를 다음과 같이 정의하고,
    J(t) = (1/2){eθ(t)2+λθedθ(t)2}
    퍼지 제어기내의 모든 제어규칙(22)의 값이 다음과 같은 식에 의해서,
    wi(t+1) = wi(t)+Kw[eθ(t)Sθ(t)+λθSθ(t)edθ(t)]Фi(t)
    제어성능 평가함수의 값을 최소화시키는 방향으로, 제어를 수행할 때마다 제어 규칙이 자동적으로 바뀌도록 하여 제어의 성능이 향상될 수 있게 함을 특징으로하는 원자력발전소 폐기물 이송 크레인 자동운전 제어방법.
  3. 원자력발전소에서 발생하는 방사성 폐기물을 이송 및 저장하는데 사용되는 크레인을 자동운전하기 위하여 제어기 Ⅰ(9), 제어기 Ⅱ(10), 제어기 Ⅲ(11), 전환장치(12) 및 제어단계결정모드(13)가 제어대상(14)에 연결된 것으로서 제어단계별로 제어기를 구성하고 제어기 Ⅱ(10)와 제어기 Ⅲ(11)에 자기구성단계(18)와 기본단계(19)가 상기 제어대상(14)에 연결된 구조를 갖는 퍼지학습 제어알고리즘을 적용하는데 있어서 제어기 Ⅲ(11)에서 무진동 및 정지위치 제어를 수행하기 위한 퍼지학습 제어 알고리즘을 구현하기 위하여 제어성능 평가함수(24) J를 다음과 같이 정의하고,
    J(t) = (1/2){ex(t)2+λvev(t)2+λθ[eθ(t)2+λdθedθ(t)2]}
    퍼지 제어기내의 모든 제어규칙(22)의 값이 다음과 같은 식에 의해서,
    wi(t+1) = wi(t)+Kw[ex(t)Sx(t)+λvSx(t)ev(t)+λθ{eθ(t)Sθ(t)+λdθSθ(t)edθ(t)}]Фi(t)
    제어성능 평가함수의 값을 최소화시키는 방향으로, 제어를 수행할 때마다 제어 규칙이 자동적으로 바뀌도록 하여 제어의 성능이 향상될 수 있게 함을 특징으로하는 원자력발전소 폐기물 이송 크레인 자동운전 제어방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011096621A1 (ko) * 2010-02-05 2011-08-11 한국수력원자력 주식회사 드럼적재시 드럼과 운반용기를 함께 취급하는 장치 및 방법
CN109019347A (zh) * 2018-10-18 2018-12-18 东北大学 一种桥式起重机自动控制系统

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