강력한 제어
Robust control제어 이론에서, 강력한 제어는 불확실성을 명시적으로 다루는 제어기 설계에 대한 접근법이다.일부(일반적으로 콤팩트) 세트 내에서 불확실한 매개변수 또는 장애가 발견될 경우 강력한 제어 방법이 적절하게 작동하도록 설계되어 있습니다.강력한 방법은 제한적 모델링 오류가 있는 경우 강력한 성능 및/또는 안정성을 달성하는 것을 목표로 한다.
Bode와 다른 방법들의 초기 방법들은 꽤 강력했다; 1960년대와 1970년대에 발명된 상태-공간 방법들은 때때로 견고성이 [1]결여된 것으로 발견되었고, 그것들을 개선하기 위한 연구를 촉진시켰다.이것이 1980년대와 1990년대에 형성되어 오늘날까지도 활동 중인 강력한 통제 이론의 시작이었다.
적응 제어 정책과는 대조적으로, 강력한 제어 정책은 정적이며, 변동 측정에 적응하는 것이 아니라, 컨트롤러는 특정 변수를 알 수 없지만 한계가 [2][3]있다고 가정하여 작동하도록 설계되었습니다.
제어방식이 견고하다고 하는 것은 언제입니까?
비공식적으로 특정 파라미터 세트를 위해 설계된 컨트롤러는 다른 전제조건에서도 잘 동작하는 경우 견고하다고 합니다.고게인 피드백은 강력한 제어 방법의 단순한 예입니다. 충분히 높은 게인을 사용하면 파라미터 변동의 영향은 무시할 수 있습니다.폐쇄 루프 전송 함수의 관점에서, 높은 개방 루프 이득은 시스템 파라미터의 불확실성에 직면하여 상당한 외란 제거로 이어집니다.견고한 제어의 다른 예로는 슬라이딩 모드 및 터미널 슬라이딩 모드 제어가 있습니다.
높은 루프 게인을 달성하기 위한 주요 장애물은 시스템 폐쇄 루프 안정성을 유지해야 한다는 것입니다.안정된 폐쇄 루프 동작을 가능하게 하는 루프 쉐이핑은 기술적인 과제가 될 수 있습니다.
강력한 제어 시스템은 종종 다중 피드백 루프와 피드 포워드 경로를 포함하는 고급 토폴로지를 통합합니다.제어 법칙은 강력한 폐쇄 루프 작동과 동시에 원하는 외란 제거 성능을 달성하기 위해 필요한 고차 전달 함수로 나타낼 수 있다.
고게인 피드백은 연산 증폭기 및 이미터 감소 바이폴라 트랜지스터의 단순화된 모델을 다양한 설정에서 사용할 수 있도록 하는 원리입니다.이 생각은 1927년 보데와 블랙에 의해 이미 잘 이해되었다.
현대식 강력한 제어 이론
강력한 제어 시스템의 이론은 1970년대 후반과 1980년대 초반에 시작되었고 곧 경계 시스템 불확실성에 [4][5]대처하기 위한 많은 기술을 개발했다.
아마도 강력한 제어 기술의 가장 중요한 예는 캠브리지 대학의 던컨 맥팔레인(Duncan McFarlane)과 키스 글로버(Keith Glover)에 의해 개발된 H-infinity 루프 쉐이핑일 것이다. 이 방법은 주파수 스펙트럼에 걸쳐 시스템의 민감도를 최소화하며, 이는 시스템이 di에서 예상 궤적에서 크게 벗어나지 않음을 보장한다.시스템에 sturbance가 들어옵니다.
응용 관점에서 강력한 제어의 새로운 영역은 가변 구조 제어(VSC)의 변형인 슬라이딩 모드 제어(SMC)이다.SMC는 불확실성에 대한 견고성 특성뿐만 아니라 설계의 단순성도 다양한 응용 프로그램을 끌어 모았습니다.
강력한 통제는 전통적으로 결정론적 접근법에 따라 다루어져 왔지만, 지난 20년 동안 이 접근법은 실제 불확실성을 설명하기에는 너무 경직되어 있고, 종종 지나치게 보수적인 해결책으로 이어진다는 이유로 비판을 받아왔다.확률론적 강력한 제어가 대안으로 도입되었다. 예를 들어,[6] 이른바 시나리오 최적화 이론 내에서 강력한 제어를 해석하는 것을 참조한다.
다른 예로는 Linear-Quadratic-Gaush Control(LQG; 선형 4차 가우스 제어)의 로버스트성 문제를 극복하기 위해 개발된 루프 전송 복구(LQG/LTR)[7]가 있습니다.
기타 강력한 기술로는 정량적 피드백 이론(QFT), 수동성 기반 제어, Lyapunov 기반 제어 등이 있습니다.
통상의 동작으로 시스템의 동작이 큰폭으로 변화하고 있는 경우는, 복수의 제어법을 고안할 필요가 있습니다.각각의 개별 제어법은 특정 시스템 동작 모드에 대응합니다.예를 들어 컴퓨터 하드 디스크 드라이브가 있습니다.시크라고 불리는 고속 자기 헤드 트래버설 동작, 자기 헤드가 목적지에 가까워질 때의 과도 정착 동작 및 디스크 드라이브가 데이터 액세스 동작을 실행하는 트랙 추종 모드를 처리하기 위해 별도의 강력한 제어 시스템 모드가 설계됩니다.
과제 중 하나는 이러한 다양한 시스템 작동 모드에 대응하고 한 모드에서 다음 모드로 최대한 빨리 원활하게 전환할 수 있는 제어 시스템을 설계하는 것입니다.
이러한 상태 기계 구동 복합 제어 시스템은 시스템 동작의 변화에 따라 전체 제어 전략이 변경되는 이득 스케줄링 아이디어의 확장입니다.
「 」를 참조해 주세요.
- 제어 이론
- 제어 엔지니어링
- 분수차 제어
- H-infinity 제어
- H-infinity 루프 쉐이핑
- 슬라이딩 모드 제어
- 인텔리전트 컨트롤
- 프로세스 관리
- 강력한 의사결정
- 루트 궤적
- 서보메카니즘
- 안정 다항식
- 상태 공간(컨트롤)
- 시스템 식별
- 안정성 반지름
- Iso-damping
- 능동 외란 제거 제어
- 정량적 피드백 이론
레퍼런스
- ^ M. Athans, LQG 문제에 대한 편집, IEEE Trans.자동, 16번 제어기, 6번, 528번
- ^ J. Ackermann (1993), Robuste Regelung (in German), Springer-Verlag (제1.5절) 독일어, 영어판도 이용 가능
- ^ Manfred Morari : 홈페이지
- ^ Safonov: 편집
- ^ Kemin Zhou: 강력한 제어의 필수 요소
- ^ G. 칼라피오레와 M.C. 캄피"강력한 제어 설계에 대한 시나리오 접근", IEEE Transactions on Automatic Control, 51(5). 742–753, 2006.[1]
- ^ http://www.nt.ntnu.no/users/skoge/book.html 다변수 피드백 제어 분석 및 설계 (제2판)
추가 정보
- V. Barbu & S. S. Sritharan (1998). "H-infinity Control Theory of Fluid Dynamics" (PDF). Proceedings of the Royal Society A. 545 (1979): 3009–3033. Bibcode:1998RSPSA.454.3009B. doi:10.1098/rspa.1998.0289.
- Dullerud, G.E.; Paganini, F. (2000). A Course in Robust Control Theory: A Convex Approach. Springer Verlag New York. ISBN 0-387-98945-5.
- Bhattacharya; Apellat; Keel (2000). Robust Control-The Parametric Approach. Prentice Hall PTR. ISBN 0-13-781576-X.
- Zhou, Kemin; Doyle C., John (1999). Essentials of Robust Control. Prentice Hall. ISBN 0-13-525833-2.
- Morari, Manfred; Zafiriou, Evanghelos (1989). Robust Process Control. Prentice Hall. ISBN 0-13-782153-0.
- Mahmoud S., Magdi; Munro, Neil (1989). Robust Control and Filtering for Time-Delay Systems. Marcel Dekker Inc. ISBN 0-8247-0327-8.
- Calafiore, G. (2006). Dabbene, F. (ed.). Probabilistic and Randomized Methods for Design under Uncertainty. Springer Verlag London Ltd. ISBN 978-1-84628-094-8.
- Briat, Corentin (2015). Linear Parameter-Varying and Time-Delay Systems. Analysis, Observation, Filtering & Control. Springer Verlag Heidelberg. ISBN 978-3-662-44049-0.
