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[국내논문] 시간지연을 갖는 피드포워드 비선형시스템의 출력 피드백 제어
Output Feedback Control for Feedforward Nonlinear Systems with Time Delay 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.17 no.1, 2013년, pp.83 - 88  

이성렬 (Dept. of Control and Robotics Engineering, Kunsan National University)

초록
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본 논문에서는 입력과 출력에 동시에 시간 지연이 존재하는 피드포워드 비선형시스템에 대한 출력 피드백 제어 방법을 제안한다. 제안한 출력 피드백 제어기는 선형관측기와 선형제어기로 구성된다. Lyapunov-Krasovskii 정리를 이용하여 임의의 크기를 갖는 시간지연에 대하여 전역적 점근 안정도를 보장함을 증명한다. 마지막으로 제안한 결과의 유효성을 증명하기 위하여 모의실험 예제를 제공한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the output feedback control design for feedforward nonlinear systems with input and output delay. The proposed output feedback controller is composed of a linear observer and a linear controller. It is shown that by using Lyapunov-Krasovskii theorem, the proposed controller ensur...

주제어

#output feedback   #feedforward systems   #time delay   #nonlinear systems   #Lyapunov-Krasovskii  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 기존의 연구에서 다루어지지 않은 입력과 출력에 동시에 시간지연이 존재하는 피드포워드 비선형시스템의 출력 피드백 안정화 문제를 다룬다. 시간지연이 존재함에도 불구하고 피드포워드 시스템이 갖는 구조적 특징으로 인하여 선형구조를 갖는 관측기 기반의 출력피드백 제어기가 시스템을 안정화시킬 수 있음을 보인다.
  • Δ = 0인 경우 충분히 큰 θ에 대하여 제어기 (5)가 시스템 (1)을 점근적으로 안정화 시킬 수 있음이 알려져 있다.[13] 본 논문의 목표는 입력과 출력에 시간 지연이 존재하는 경우에도 제어기 (5)가 시스템 (1)을점근적으로 안정화 시킬 수 있음을 증명하는 것이다.
  • 본 논문에서는 입력과 출력에 시간 지연이 존재하는피드포워드 비선형시스템에 대한 출력 피드백 제어방법을 제안하였다. Lyapunov-Krasovskii 정리를 이용 하여 제안한 제어기의 전역적 안정도를 증명하였다.

가설 설정

  • 가정 : 모든 x(t)∈Rn,u(t)∈Rm 와 모든1 ≤ i ≤ n-2에 대하여 다음 식을 만족시키는 상수 c > 0 가 항상 존재한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Y. He는 무엇에 대하여 강인 제어기를 제안하였는가? Y. He는 [2]에서 시스템에 불확실성이 존재하는 시변 지연을 갖는 선형시스템에 대하여 강인 제어기를 제안하였다. 또한, [3]에서는 새로운 Lyapunov functional을 제안하여 개선된 설계방법을 제안하였다.
시간 지연 시스템의 안정화에 관한 대부분의 연구는 무엇에 기반하는가? 시간 지연 시스템은 최근에 가장 많이 연구되고 있는 분야중의 하나이다. 시간 지연 시스템의 안정화에 관한 대부분의 연구는 Lyapunov-Krasovskii 정리와 Razumikhin 정리에 기반한다.[1] 최근에는 기존의 상태피드백 제어기 설계문제를 불확실성이 존재하는 시간지연 시스템의 강인제어기 설계 또는 출력 피드백 제어기 설계문제로 확장하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
시간 지연이 존재하는 피드포워드 비선형시스템에 대한 출력 피드백 제어 방법의 구성은? 본 논문에서는 입력과 출력에 동시에 시간 지연이 존재하는 피드포워드 비선형시스템에 대한 출력 피드백 제어 방법을 제안한다. 제안한 출력 피드백 제어기는 선형관측기와 선형제어기로 구성된다. Lyapunov-Krasovskii 정리를 이용하여 임의의 크기를 갖는 시간지연에 대하여 전역적 점근 안정도를 보장함을 증명한다.
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참고문헌 (13)

  1. K. Gu, V. Kharitonov, and J. Chen, "Stability of Time-Delay Systems", Birkhauser, Boston, 2003 

  2. Y. He, M. Wu, J. She and G. Liu, "Parameter - Dependent Lyapunov Functional for Stability of Time-Delay Systems With Polytopic-type Uncertainties," IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 49, no. 5, pp. 828-832, May, 2004. 

    상세보기 crossref

  3. Y. He, Q.Wang, L.Xie, and C.Lin, "Futher Improvement of Free-Weighting Matrices Technique for Systems With Time-Varying Delay," IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 52, no. 2, pp. 293-299, Feb., 2007. 

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  4. H.Gao and T.Chen, "New Results on Stability of Discrete-Time Systems With Time-Varying State Delay," IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 52, no. 2, pp. 328-334, Feb., 2007. 

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  5. H.Gao, J.Lam, C.Wang, and Y. Wang, "Delay-dependent output-feedback stabilization of discrete-time systems with time-varying state delay," IEE Proc. Control Theory Appl., vol. 151, no. 6, pp. 691-698, Nov., 2004 

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  6. Y.He, M.Wu, G.Liu, and J. She, "Output Feedback Stabilization for a Discrete-Time Systems With Time-Varying Delay," IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 53, no. 10, pp. 2372-2377, Nov., 2008. 

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  7. H.-L. Choi and J.-T. Lim, "Stabilization of a chain of integrators with an unknown delay in the input by adaptive output feedback." IEEE Transactions on Automatic Control, 51(8):1359-1363, 2006. 

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  8. H.-L. Choi and J.-T. Lim. "Output feedback regulation of a chain of integrators with an unknown time-varying delay in the input.", IEEE Transactions on Automatic Control, 55(1):263-268, 2010. 

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  9. F. Mazenc, S. Mondie, and R. Francisco, "Global asymptotic stabilization of feedforward systems with delay in the input.", IEEE Transactions on Automatic Control, 49(5): 844-850, 2004. 

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  10. F. Mazenc, P.-A. Bliman, "Backstepping design for time-delay nonlinear systems," IEEE Trans. Automat. Control 51 (2006) 149-154. 

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  11. M. Mrstic, "On Compensating Long Actuator Delays in Nonlinear Control", IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 53, no. 7, pp.1684-1688, Aug., 2008. 

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  12. H.L. Choi, and J.T. Lim, "Asymptotic Stabilization of an input-delayed chain of integrators with nonlinearity", Systems & Control Letters, vol. 59, pp.374-379, 2010. 

    상세보기 crossref

  13. H.L. Choi, and J.T. Lim, "Global Exponential Stabilization of a Class of Nonlinear Systems by Output Feedback", IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 50, no.2, Feb, 2005. 

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