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비선형 시스템에서의 백스테핑 기법을 이용한 새로운 퍼지 외란 관측기 설계
Novel Fuzzy Disturbance Observer based on Backstepping Method For Nonlinear Systems

백재호    (연세대학교, 전기전자공학과, 지능제어시스템연구실   ); 이희진    (한경대학교, IT융합기술연구소, 정보제어공학과   ); 박민용    (연세대학교, 전기전자공학과, 지능제어시스템연구실  );
  • 초록

    본 논문은 불특정한 외란을 가진 비선형 시스템에서의 백스태핑 기법을 이용한 새로운 퍼지 외란 관측가 설계 방법을 제안한다. 먼저, 퍼지 논리 시스템을 이용하여 불특정한 외란을 관측하기 위한 관측 입력을 가진 퍼지 외란 관측기를 설계한다. 제안된 외란 관측기가 불특정한 외란을 관측하는 것을 증명하기 위해 와란 관측 오차 시스템을 도입한다. 백스태핑 기법을 도입하여 각 단계에서의 퍼지 외란 관측기의 파라마터 적응 규칙과 외란 관측기의 관측 입력을 유도하고 외란 오차 시스템의 안정성을 증명한다. 제안된 외란 관측기의 명확성을 증명하기 위해서 모의 실험 예제들을 제공한다.


    This paper is proposed a novel fuzzy disturbance observer based on backstepping method for nonlinear systems with unknown disturbance. Using fuzzy logic systems, a fuzzy disturbance observer with the disturbance observation input is introduced for unknown disturbance. To guarantee that the proposed disturbance observer estimates the unknown disturbance, the disturbance observation error dynamic system is employed. Under the framework of the backstepping design, the fuzzy disturbance observer is constructed recursively and an adaptive laws and the disturbance observation input are derived. Numerical examples are given to demonstrate the validity of our proposed disturbance observer for nonlinear systems.


  • 주제어

    Nonlinear systems .   Fuzzy systems .   disturbance observer .   Backstepping .   Lyapunov Stability.  

  • 참고문헌 (7)

    1. Y. Oh and W. K. Chung, "Disturbance observer based motion control of redundant manipulators using inertially decoupled dynamics", IEEE/ASME Trans. Mechatronics, Vol. 4, 1999, pp.133-146. 
    2. E. Kim;, "A fuzzy disturbance observer and its application to control", IEEE Trans. Fuzzy Systems, Vol. 10, 2002, pp. 77-84. 
    3. X. Chen, S. Komada and T. Fukuda, "Design of a nonlinear disturbance observer", IEEE Trans. Industrial Electronics, Vol. 47, 2000, pp. 429-437. 
    4. W.H. Chen, "Disturbance Observer Based Control for Nonlinear Systems", IEEE Trans. Mechatronics. Vol. 9, Num. 4, 2004, pp.706-710. 
    5. S. Tong and Y. Li, "Observer-based fuzzy adaptive control for strict-feedback nonlinear systems", Fuzzy Sets and Systems, Vol. 160, 2009, pp. 1749-1764. 
    6. L. Wang, A course in fuzzy systems and control, Prentice-Hall International, Inc. 1997. 
    7. M. Krstic, I. Kanellakopoulos, P. Kokotovic, Nonlinear and Adaptive Control Design, Wiley, 1995. 

 저자의 다른 논문

  • 백재호 (2)

    1. 2009 "Adaptive Fuzzy Output Feedback Control based on Observer for Nonlinear Heating, Ventilating and Air Conditioning System" International journal of fuzzy logic and intelligent systems : IJFIS 9 (2): 76~82    
    2. 2010 "불확실한 $L\ddot{u}$ 카오스 시스템을 위한 적응 퍼지 Bilinear 동기화 제어 설계" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. CI, 컴퓨터 47 (3): 59~66    
  • 박민용 (74)

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