적응형 튜브 MPC 공통 이차 안정 피드백 이득 없이

본 논문은 파라미터 불확실성과 외란이 존재하는 이산시간 LTI 시스템에 대해, 온라인 파라미터 학습을 통해 불확실성 집합을 점진적으로 축소하고, 이를 기반으로 튜브 형태, 피드백 이득, 터미널 집합 및 제약 완화를 적응적으로 업데이트하는 새로운 적응형 튜브 MPC 프레임워크를 제안한다. 공통 이차 안정 피드백 이득이 필요 없는 설계로 기존 방법보다 보수성을 크게 낮추면서도 재귀적 실현 가능성, 강인 제약 만족 및 폐루프 안정성을 보장한다.

저자: Anchita Dey, Shubhendu Bhasin

적응형 튜브 MPC 공통 이차 안정 피드백 이득 없이
본 연구는 파라미터 불확실성과 외란이 동시에 존재하는 이산시간 선형 시불변(LTI) 시스템에 대한 모델 예측 제어(MPC) 설계 문제를 다룬다. 전통적인 튜브 기반 MPC는 전체 불확실성 집합 \(\Psi\) 에 대해 고정된 튜브 기하와 제약 완화를 사용한다. 이는 최악의 경우에 대비한 보수적인 설계이지만, 실제 운용 시 과도한 보수성으로 인해 성능이 저하되는 단점이 있다. 특히, 기존 방법은 전체 \(\Psi\) 에 대해 공통적인 이차 안정 피드백 이득 \(K\) 와 터미널 집합 \(X_{TS}\) 을 요구하는데, 이는 불확실성 집합이 넓거나 구조적으로 복잡할 경우 존재하지 않을 수 있다. 이를 극복하기 위해 논문은 “적응형 튜브”라는 개념을 도입한다. 핵심은 매 시간 단계마다 실시간 데이터를 이용해 파라미터 추정값 \(\hat\psi_t=

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