강인 예견 제어기 설계에 관한 연구

Abstract

능동형 현가 장치의 성능은 노면 정보에 의하여 결정된다. 즉 노면에 대한 정보가 부족하게 되면 현가 장치의 성능을 제한하는 가장 큰 요인이 될 수 있다. 따라서 차량에 들어오는 노면 정보를 미리 받아들여 제어기 설계에 이용한다면, 매 순간의 노면 입력에 대한 최적 성능을 기대할 수 있게 되므로 성능 향상의 좋은 대안이 될 수 있다. 이와 같이 미래의 노면 정보를 이용하는 능동형 현가 장치를 예견 현가 장치라 하며, 기존의 피드백 제어 방식의 능동형 현가 장치와 달리 노면 정보를 미리 알고 대처하기 때문에 훨씬 큰 제어 성능의 향상을 기대할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 궤도 차량에 대한 예견 제어 기법에 관하여 연구하고자 하며 특히 시스템에 존재하는 모델 불확실성에 대하여 강인 안정성을 보장하는 강인 예견 제어기 설계에 관하여 살펴보고자 한다. 기존의 강인 예견 제어기는 예견 정보가 상태변수에 부가되어 설계됨으로써 일정 이상의 예견 정보가 부가되는 경우 실제 사용이 불가능하였다. 이에 예견 정보가 상태 변수에 부가된 시스템과 부가되지 않은 시스템에 대하여 설계된 강인 예견 제어기가 동일함을 증명함으로써, 부가되지 않은 시스템에 대하여 설계한 강인 예견 제어기를 이용하여 실제적으로 적용이 가능함을 보이고자 한다. 그리고 비선형인 실제 궤도 차량에 적용 가능한 예견 제어기를 제안하여 기존의 예견 제어기와의 성능 비교를 수행함으로써 실제 궤도 차량에 가장 적합한 예견 제어기를 제안하고자 한다.