구조물의 에너지를 고려한 LQR 및 ILQR제어기의 가중행렬

Abstract

가중행렬은 일반적인 최적 제어 설계에서 우선적으로 필요하지만 일반적으로 제어 설계자들 이 경험적 지식에 의존하고 있다. 이 논문은 구조물의 에너지를 고려한 최적제어기의 가중행렬을 결정하는 체계적인 절차를 제시하였다. 최적제어기는 LQR과 ILQR로 구분될 수 있다. 구조물의 총에너지를 고려한 Lyapunov 함수를 적용하고, 이로부터 유도된 식이 음수라는 상태를 이용하면 가중행렬을 어렵지 않게 구할 수 있다. 이러한 방법으로 산정된 가중행렬을 이용하여 LQR과 ILQR제어기를 설계하고 제어효율을 입증하였다. This paper provides the systematic procedure to determine the weighting matrices of optimal controllers considering structural energy. Optimal controllers consist of LQR and ILQR. The weighting matrices are needed first in the conventional optimal control design strategy. However, they are in general dependent on the experienced knowledge of control designers. Applying the Lyapunov function to total structural energy and using the condition that its derivative is negative, we can determine the weighting matrices without difficulty. It is proven that the control efficiency with using determined weighting matrices is achieved well for LQR and ILQR controllers.