안정적인 등선속도 트랙 추종을 위한 강인 최적 제어 (A Robust Optimal Control for the Stable CLV Track-Following)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보기술학회논문지 / 15권 / 10호 / 27 ~ 34페이지
· 저자명 : 이문노

초록

이 논문에서는 안정적인 등선속도(Constant Linear Velocity) 트랙 추종을 위한 강인 최적 제어기 설계 방법을 제안한다. 등선속도(CLV) 제어 모드에서는 불확실한 주파수의 주기적인 외란이 발생하고 이로 인해 트랙킹 성능이 나빠진다. 안정적인 CLV 트랙킹 성능을 확보하기 위해 주기적인 외란의 불확실한 주파수에 대한 동역학 모델을 포함하는 제어기가 적용된 트랙킹 가상 모델을 도입하고 불확실한 주파수 범위에서 트랙킹 가상 모델과 트랙 추종 시스템의 루프 게인의 차이를 최소화하는 트랙킹 제어기를 설계한다. 액추에이터 불확실성에도 트랙킹 성능을 유지하기 위해 제어 대역폭과 위상 여유의 변화를 최소화하는 목표 함수를 고려한다. 결론적으로 제안된 제어기 설계 문제는 주파수 불확실성과 액추에이터 불확실성을 반영하여 설정된 목표 함수들을 가진 최적화 문제로 변환될 수 있다. 제안된 제어기 설계 방법은 CLV 제어 모드의 DVD 트랙 추종 시스템에 적용하였고 강인 H∞ 목표 함수에 의해 설계된 제어기보다 트랙킹 에러가 약 1.8배 더 감소되는 것을 보였다.

영어초록

This paper presents a robust optimal controller design method for the stable CLV track-following. In CLV control mode, a periodic disturbance of uncertain frequency is generated to the track-following system and it deteriorates the tracking performance. To acquire the stable CLV tracking performance, we introduce a tracking virtual model with a controller including the dynamics corresponding to the uncertain frequency and design a tracking controller which diminishes the difference of loop gain between the tracking virtual model and the track-following system. Besides, we consider an objective function minimizing the change of the control bandwidth and phase margin to maintain constantly the tracking performance against the actuator uncertainty. Accordingly, the proposed controller design problem can be formulated as a constrained optimization problem with appropriate objective functions. The proposed controller design method is applied to a DVD track-following system in CLV control mode and is evaluated through the compared results with a robust H∞ design method.

참고자료

· 없음