MATLAB Simulink을 이용한 강인 제어 시스템의 설계

기본 방법 및 이론 / 1
1. 서론 3
1.1 제어 시스템의 표현 / 4
1.2 시스템의 안정도 / 6
1.3 소인수 분해와 플랜트 안정 제어기 / 8
1.4 신호와 시스템의 노옴 / 10
1.4.1 벡터 및 신호의 노옴 / 10
1.4.2 시스템의 노옴 / 12

2. 불확실한 시스템의 모델링 15
2.1 비구조화 불확실성 / 15
2.2 파라미터 불확실성 / 19
2.3 선형 분수 변환 / 22
2.4 구조화 불확실성 / 25

3. 강인 제어기의 설계 사양 27
3.1 작은-게인 정리 및 안정도-강인성 / 27
3.2 성능-강인성 / 30
3.3 구조 특이값 / 32
4. H∞ 설계 37
4.1 H∞의 혼합 감도 최적화 / 37
4.2 2-자유도 H∞ 설계 / 40
4.3 H∞의 준최적 해 / 41
4.3.1 정규 시스템에 대한 해 / 42
4.3.2 S-KS 설계에 대한 해 / 46
4.3.3 인 경우 / 47
4.3.4 정규 변환 / 49
4.3.5 H∞ 준최적 핵심 제어기 / 51
4.4 H∞의 이산 시간 준최적 제어기 / 55

5. H∞ 루프-형성 설계법 61
5.1 소인수 섭동에 대한 안정도-강인성 / 61
5.2 루프-형성 설계법 / 65
5.3 이산 시간 루프-형성 설계법 / 68
5.3.1 이산 시간 시스템의 소인수 분해 및 정규화 / 68
5.3.2 강인 제어기의 해 / 69
5.3.3 플랜트가 엄격한 진분수 함수인 경우 / 71
5.3.4 세 개의 DARE 해에 대하여 / 73
5.4 LSDP를 이용한 혼합 최적화 설계법 /75

6. u-해석 및 종합 81
6.1 성능u-강인성 조건 / 82
6.2 u-종합: D-K 반복법 / 84
6.3 u-종합: -K 반복법 / 87

7. 저차 제어기 89
7.1 절대 오차 근사법 / 91
7.1.1 균형 제거법 / 91
7.1.2 특이 섭동 근사법 / 93
7.1.3 Hankel-노옴 근사법 / 95
7.1.4 비고 / 97
7.2 소인수 분해 축소 / 99
7.3 상대 오차 근사법 / 103
7.4 주파수 가중 근사법 / 106
제2편 설계 사례 / 103
8. 질량-감쇠-스프링 시스템의 강인 제어 115
8.1 시스템 모델 / 115
8.2 불확실 시스템의 주파수역 해석 / 122
8.3 폐루프 시스템에 대한 설계 사양 / 124
8.4 시스템의 블록 연결 / 127
8.5 H∞ 준최적 제어기 설계 / 130
8.6 Khin을 통한 폐루프 시스템의 해석 / 132
8.7 H∞ 루프-형성 설계 / 141
8.8 H∞ 루프-형성 제어기의 평가 / 144
8.9 u-종합 및 D-K 반복법 / 147
8.10 Kmu의 성능- 및 안정도-강인성 / 158
8.11 H∞, H∞ LSDP 및 제어기의 비교 / 166
8.12 u 제어기의 차수 축소 / 175
8.13 결론 / 178
비고 및 참고문헌 / 179

9. 3중 역진자 제어 시스템의 설계 181
9.1 시스템 모델링 / 182
9.2 불확실성 모델링 / 186
9.3 설계 사양 / 199
9.4 시스템의 연결 구조 / 202
9.5 H∞ 설계 / 204
9.6 u-종합 / 210
9.7 비선형 시스템의 시뮬레이션 / 217
9.8 결론 / 220
비고 및 참고문헌 / 220

10. 하드 디스크 드라이버의 강인 설계 223
10.1 HDD 서보 시스템 / 223
10.2 불확실성 모델의 유도 / 230
10.3 폐루프 시스템의 설계 사양 / 236
10.4 시스템의 연결 구조 / 239
10.5 제어기의 설계(연속 시간) / 241
10.5.1 u-종합 / 242
10.5.2 H∞ 최적 제어 / 248
10.5.3 H∞ 루프-형성 설계 / 249
10.6 제어기의 비교 / 250
10.7 제어기의 차수 축소 / 257
10.9 제어기의 설계(이산 시간) / 259
10.9 비선형 시스템의 시뮬레이션 / 263
10.10 결론 / 265
비고 및 참고문헌 / 266

11. 증류탑의 강인 제어 269
11.1 개요 / 269
11.2 증류탑의 모델링 / 270
11.3 불확실성 모델 / 275
11.4 폐루프 시스템의 성능 사양 / 277
11.5 개루프와 폐루프 시스템의 연결 구조 / 282
11.6 제어기 설계 / 284
11.6.1 H∞ 루프-형성 / 284
11.6.2 u-종합 / 292
11.7 비선형 시스템의 시뮬레이션 / 302
11.8 결론 / 305
비고 및 참고문헌 / 305

12. 로켓의 강인 제어 307
12.1 로켓 동역학 / 307
12.2 불확실성 모델링 / 319
12.3 제어 시스템의 성능 조건 / 324
12.4 H∞ 설계 / 329
12.5 u-제어기 설계 / 334
12.6 u-제어기(이산 시간) 설계 / 342
12.7 비선형 시스템의 시뮬레이션 / 345
12.8 결론 / 348
비고 및 참고문헌 / 349

13. 유연-링크 조작기의 강인 제어 351
13.1 유연 조작기의 모델링 / 352
12.2 불확실성의 모델링 / 355
13.3 제어 시스템의 성능 사양 / 370
13.4 시스템의 연결 구조 / 375
13.5 제어기 설계 및 해석 / 377
13.6 비선형 시스템의 시뮬레이션 / 386
13.7 결론 / 389
비고 및 참고문헌 / 389

참고문헌 391
찾아보기 405