《과학기술력은 국가의 가장 중요한 전략적자원이며 사회발전의 강력한 추동력입니다.》
최근년간 외란을 능동적으로 추정하고 제거하는 새로운 조종방법인 능동외란억제조종이 과학자들과 공학자들의 커다란 관심을 끌고있다. 능동외란억제조종기설계에서 중요한 문제들중의 하나는 그것의 파라메터를 조정하는것이다. 능동외란억제조종기는 추적미분기와 확장상태관측기, 확장상태관측기에 기초한 상태반결합조종기로 이루어져있다.
우리는 선형2차조종방법과 랴뿌노브안정성론을 리용하여 확장상태관측기에 기초한 상태반결합조종기를 설계하는 새로운 방법을 제안하였다.
확장상태관측기에 기초한 상태반결합조종기는 체계상태변수들만을 반결합하는 상태반결합조종기와 외란을 보상하기 위한 외란보상기로 이루어져있다.
상태반결합조종기는 선형2차조종기설계방법을 리용하여 쉽게 설계될수 있으므로 외란보상기설계에 중심을 두었다.
전통적인 능동외란억제조종에서는 외란이 추정된 후 그것이 외란보상기에 의해 완전히 제거되였다. 하지만 모든 외란이 다 부정적인 영향을 미치지 않으며 일부 외란은 체계동특성에 좋은 영향을 미칠수도 있다.
이로부터 랴뿌노브안정론을 리용하여 외란보상기를 설계하는 새로운 방법을 제안하였다.
랴뿌노브함수의 도함수의 크기는 랴뿌노브함수의 감쇠속도를 나타낸다. 즉 랴뿌노브함수의 도함수의 값이 작을수록 랴뿌노브함수는 더 빨리 감쇠하게 된다. 일반적으로 랴뿌노브함수는 상태에 관한 2차형식으로서 랴뿌노브함수가 빨리 감쇠하면 상태의 령으로의 수렴성이 더 좋아지게 된다. 즉 보다 빠른 수렴속도가 얻어지게 된다.
전통적인 능동외란억제조종에서는 랴뿌노브함수의 도함수에서 외란항을 령으로 만듦으로써 외란을 제거하였다. 외란의 추정값을 리용할수 있기때문에 랴뿌노브함수의 도함수에서 외란항은 부의 정값으로 만들수 있다. 이 경우 랴뿌노브함수의 도함수는 전통적인 능동외란억제조종에서보다 더 작아지게 할수 있으며 따라서 보다 빠른 수렴속도가 얻어지게 된다.
이상의 연구결과는 국제학술잡지 《Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering》(2022, 44(477))에 《A Design of Active Disturbance Rejection Control with Higher Convergence Rate and Its Application in Inertia Wheel Pendulum Stabilization》 (https://doi.org/10.1007/s40430-022-03771-w)의 제목으로 출판되였다.
