무인 잠수정의 깊이 제어를 위한 T-S 퍼지 모델 기반 H∞ 제어기 설계 :선형 행렬 부등식 접근법

Q: 이 논문에서 정의한 무인 잠수정이란 무엇인가?

무인 잠수정은 수중 탐사, 생태 환경 조사, 군사 등 다양한 목적을 위해 인간의 탑승 없이 자동 제어가 가능한 자유 수영 로봇을 의미한다. 강한 비선형 특성을 가지며, 본 논문에서는 깊이 제어 성능 보장을 위한 T-S 퍼지 모델 기반 H∞ 제어기 설계 기법을 적용한다.

Q: 외란이 있는 비선형 무인 잠수정의 깊이 제어에 T-S 퍼지 모델 기반 H∞ 제어 기법을 적용했을 때의 이점은 무엇인가?

연구 결과, T-S 퍼지 모델 기반 H∞ 제어 기법은 외란을 고려한 비선형 무인 잠수정의 깊이 제어에 탁월한 성능을 보인다. 선형화 모델 기반 제어기가 발산하는 초기 조건에서도 T-S 퍼지 제어기는 안정적으로 목표 깊이에 수렴하며, 더 넓은 안정도 범위를 갖는 강인한 제어 성능을 제공한다.

전성우; 김도완; 이호재

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자료유형: 학술저널

저자정보: 전성우 (한밭대학교) 김도완 (한밭대학교) 이호재 (인하대학교)

저널정보: 한국지능시스템학회 한국지능시스템학회 논문지 한국지능시스템학회 논문지 제22권 제4호

발행연도: 2012.08

수록면: 441 - 447 (7page)

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본 논문은 무인 잠수정(Autonomous underwater vehicles: AUVs)의 타카기-수게노 (Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 기반 H∞ 제어기 설계 기법을 제안한다. 설계 기법은 외란을 갖는 무인 잠수정의 깊이 제어 성능을 보장하는 안정성 있는 제어기 설계에 초점 맞춘다. 비선형 무인 잠수정 시스템은 Sector nonlinearity 기법을 이용하여 T-S 퍼지 시스템으로 모델링된다. 리아푸노프(Lyapunov) 함수를 이용해 제어 성능을 보장하는 선형 행렬 부등식(linear matrix inequality: LMI) 형태의 H∞ 제어기 설계 조건을 유도한다. 성공적인 무인 잠수정의 깊이 제어를 위해 선형 행렬 부등식에 심도각과 피치각의 제한 조건을 고려한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 기법의 성능을 검증한다.

#타카기-수게노(Takagi-Sugeno: T-S) 퍼지 모델 #리아푸노프(Lyapunov) 함수 #선형 행렬 부등식(linear matrix inequality: LMI) #깊이 제어 #무인 잠수정(autonomous underwater vehicles: AUVs) #Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model #Lyapunov function

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