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상태의존형 리카티 제어의 이론과 실용성

전문가 제언: ○ 상태의존형 제어기 설계 이론은 아직 발전단계라고 볼 수 있다. 우리나라에서는 항공기 및 미사일 연구가 본격적으로 시작된 1990년대부터 SDRE법을 이용한 미사일 유도제어 등, 비행 고도변화에 대한 자세 안정화에 관한 연구가 시작되었다. 이론적인 측면에서는 초보단계라고 할 수 있으나, 실장 면에서는 경험을 쌓아가고 있다고 할 수 있다. 앞으로 항공 산업에서 초음속 비행기 및 미사일 등의 항행제어에서는 어느 것이나 비행체의 다이나믹스를 형태제어기로 광역 안정화해야 하기 때문에 이의 연구는 매우 중요하다고 할 수 있다.

○ 비선형 시스템 제어설계에 대한 연구는 우주항공 산업의 발전과 함께 활발하게 추진되어 매우 진전된 이론적 결과를 보이고 있다. 실용적인 면에서 비선형 시스템의 동적 모델로부터 상태를 동결해서 얻어지는 상태의존 선형 표현을 사용하게 되면, 제어 주변에 대해 최적인 조화를 가져와서 제어방법은 비선형 시스템의 안정화를 취할 수 있게 된다. 비선형제어의 기본이 되는 회전형 도입진자의 광역 안정화를 위하여 먼저 비선형 제어기의 구체적인 설계가 필요하고, 내력 제어법에서는 각 시간에서의 현재 상태를 설계 사양에 직감적으로 가미하는 온라인에 의한 기계와 제어의 동시 설계적 응용이 필요하다.

○ 일반적으로 이루어지는 시스템 간소화는 근사해법을 수치적 탐색법을 사용하여 HJE를 해석하고 있으며, SDR법도 HJE의 근사 수치해석을 얻기 위한 한 가지 수단이라고 할 수 있다. 원래 HJE의 수치해법과는 실시간에서 해석하기 때문에 방법이 다르다. 특히 도입진자의 광역 안정화에 있어서는 기계시스템의 경우 기하학적 관계에 의한 비선형성으로 대처하고 싶은 경우가 많으므로 제어하고 싶은 물리량을 자세 각도에 따라 중첩 행렬을 선택하고 있다. 그러나 도입진자의 경우 그의 각도가 θ1의 함수를 사용하여 θ1=0의 도입 상태에서는 도입 안정이 가능한 LQR의 중첩 행렬을 택하고 있다.

저자: Satoshi Suzuki
자료유형: 학술정보