비선형 부족구동시스템의 외란관측기반 적응형 강인제어

Abstract

본 논문은 아크로봇과 호버크래프트를 포함한 외란과 불확실성이 존재하는 부족구동 시스템의 외란 관측기법을 이용한 강인 제어방법을 제안한다. 부족구동 시스템은 제어입력의 수가 시스템의 자유도보다 작기 때문에 시스템 상태변수간 동적 결합이 나타나며 외란과 불확실성에 의해 제어성능이 크게 영향을 받게 된다. 이러한 문제를 극복하고 외란 및 불확실성이 존재하는 부족구동 시 스템의 강인성능을 향상시키기 위해 본 논문에서는 먼저 외란 관측 기법을 소개한 뒤 다음의 외란관측기를 사용한 강인 제어방법을 제안한다: i) 퍼지 외란 관측기법을 이용한 아크로봇의 적응형 강인 스윙업 및 밸런싱 제어, ii) 호버크래프트의 강인 추종제어를 외란관측기반 다중 결합 슬라이딩모드 제어. 제안된 방법들은 외란관측치를 이용하여 외란을 보상하며 전체 시스템의 안정성을 수학적 증명을 통해 보장한다. 또한, 시뮬레이션과 실험 결과를 통해 제안된 방법들의 효용성을 보인다.