Abstract
This paper describes the design of a robust output-feedback controller for a single-input single-output nonlinear dynamical system with a full relative degree. While all the previous research works on the output-feedback control are based on dynamic observers, a new state estimator which uses the past values of the measurable system output is proposed. We name it backward-difference state estimator since the derivatives of the output are estimated simply by backward difference of the present and past values of the output. The disturbance generated due to the error between the estimated and real state variables is compensated using an additional robustifying control law whose gain is tuned adaptively. Overall control system guarantees that the tracking error is asymptotically convergent and that all signals involved are uniformly bounded. Theoretical results are illustrated through a simulation example of inverted pendulum.
본 논문은 단일입력 단일출력 비선형 계통에 대해서 강인한 출력궤환 제어기를 제시한다. 이전의 출력궤환 비선형 제어기가 모두 동적인 관측기 기반으로 설계된 반면 본 논문에서는 출력의 과거값들만을 이용하여 상태변수를 추정하는 새로운 방식을 제안하고 이를 후방차분 상태추정기라 명했다. 실제 상태변수값과 추정치와의 오차를 보상하기 위해서 제어입력에 강인제어항을 추가하였고 그것의 이득을 자동으로 조정하는 적응 알고리듬을 채택했다. 전체 폐루프 시스템은 출력 추종 오차가 점근적으로 안정하도록 그리고 모든 신호가 유계이도록 제어입력과 적응법칙이 설계된다. 제시된 제어기를 역진자 계통에 적용한 모의실험을 통해서 성능을 검증하였다.
