슬라이딩모드를 고려한 상태공간 외란관측기와 비정합 외란에 대한 강인성 향상

곽군평; 박승규

doi:10.5302/J.ICROS.2021.21.0078

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자료유형: 학술저널

저자정보: 곽군평 (창원대학교) 박승규 (창원대학교)

저널정보: 제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 논문지 제어로봇시스템학회 논문지 제27권 제9호

발행연도: 2021.9

수록면: 639 - 645 (7page)

DOI: 10.5302/J.ICROS.2021.21.0078

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This paper proposes a novel state space disturbance observer (DOB) to improve the robustness against mismatched disturbances. The DOB is developed by using a sliding mode considering the elimination of mismatched disturbances. In the derivation of the novel DOB algorithm, the sliding function and the estimation error are considered together in a Lyapunov candidate function to guarantee the stability of the overall system, including the controller and DOB. The presented DOB can force the states to stay on the sliding surface by satisfying the hitting condition without an additional input requiring the maximum disturbance and sign function. The robust controller in conjunction with the DOB eliminates the effects of mismatched disturbance on the output in a steady-state. The controller structure in this paper is the same as that of the existing DOB-based control system, meaning the robustness improvement comes from the modified DOB algorithm. By contrast, in the existing DOB-based control systems, the control and disturbance estimation are separated in the stability analysis and as such, the DOB cannot contribute to control performance.

#state space disturbance observer #mismatched disturbance #sliding mode

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S. H. Li, J. Yang, W. H. Chen, and X. S. Chen, Disturbance Observer Based Control: Methods and Applications, Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2014.

H. Shim, G. Park, and Y. Joo, “Yet another tutorial of disturbance observer: robust stabilization and recovery of nominal performance,” Control Theory Technology, 14, pp. 237-249, 2016.

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W. Chen, J. Yang, L. Guo, and S. Li, “Disturbance observer based control and related methods - an overview,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 63, no. 2, pp. 1083-1095, Feb. 2016.

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