Robust Control of Nonlinear Systems Using Intelligent Time-Delay Control

Abstract

비선형 시스템의 강건 제어를 위하여 지능형 시간 지연 제어(TDC) 기법을 개발하였다. 지능형 제어 기법은 퍼지 논리 시스템(FLS)을 사용하였다. 먼저 대표적인 비선형 시스템의 하나인 로봇 매니퓰레이터에 대해 시간 지연 추정(TDE) 기법과 퍼지 논리 시스템(FLS)을 결합하여 새로운 제어기를 제안하였다. 먼저 연속적인 함수로 표현되는 비선형 항에 대해서는 시간 지연 추정(TDE)의 기법을 사용하고, 불연속적인 함수로 표현되는 비선형 항은 시간 지연 추정(TDE)기법을 적용하면 시간 지연 추정(TDE) 에러(Error)를 발생하므로, 시간 지연 추정 (TDE) 에러는 퍼지 논리 시스템(FLS)을 이용하여 줄여줌으로써 제어기의 정확성과 강인성을 향상시켰다. 퍼지 논리 시스템(FLS)은 맘다니(Mamdani)형 퍼지 추론 시스템(FIS)을 사용하였다. 본 논문에서 제안한 제어기는 직관적이고, 효율적이며 정확한 특성을 갖고 있는데, 기존에 알려진 제어기와 비교 실험을 통하여 그 효용성을 검증하였다. 다음으로 대표적인 복잡계 비선형 시스템의 하나인 카오스 시스템의 제어 및 동기화를 위한 강인 제어기를 개발하였다. 통합된 카오스 시스템에 대해 TS-fuzzy 모델을 이용하여 모델링을 수행하고, 상기 퍼지 모델에 시간 지연 추정(TDE) 기법을 결합하여 동기화 오차를 획기적으로 줄일 수 있었다. 제안한 동기화 기법은 시간 지연 추정(TDE)만 사용했을 경우와, TS-fuzzy 모델만 사용했을 경우를 비교 하였으며 우수한 성능을 볼 수 있었다. 본 논문은 비선형 시스템의 강인 제어에 있어서, 시간 지연 제어(TDC) 기법과 지능형 제어 기법을 결합하여 사용하는 것이 시너지적 효과를 얻을 수 있음을 보였으며, 특히 시간 지연 추정(TDE) 오차를 줄이기 위해 지능형 제어기법을 처음으로 적용한 연구이다.