In this thesis, nonlinear systems are controlled by the feedback linearization method. The feedback linearization method is that it can use the various linear method because this method is to transform the nonlinear system dynamics into equivalent linear systems. In practical systems, there are always some parameter uncertainty, model uncertainty, noise exogenous signals, etc. Also, there exists a time delay because of transportation, measurement lags, analysis times, computation and other effects. The existence of these problems degrades the control performance and sometimes makes the system stabilizing difficult. Thus, we propose a systematic analysis and simple design methods for a class of nonlinear systems with the uncertainties with matching conditions and the time delay.
The control scheme base on delay compensation requires accurate information of the size of the time delay. However, it is difficult to check the actual delay. Thus, we propose a more robust controller with the consideration of the excess time delay. Also, we propose the controller, applicable in the tracking problems, that compensate the time delay for input-output feedback linearizable system.
로봇과 항공기 같은 복잡한 비선형 시스템의 작동에는 엄격한 제한요소들이 존재하므로 고도의 제어기법이 필요하다. 그중에 비선형 제어 시스템 이론 연구 중의 큰 흐름인 궤환 선형화를 사용함으로써 수많은 선형이론들을 활용할 수 있다. 비선형 시스템에 궤환 선형화 기법을 적용할 수 있다면 비선형 시스템의 효과적인 제어가 가능하다.
실제적으로 많은 시스템에는 불확정성뿐만 아니라 시간지연이 존재한다. 시스템에 불확정성과 시간지연이 존재하게 되면, 시스템의 해석이나 제어기의 설계를 복잡하게 하고, 심지어는 불안정의 원인이 되기도 한다. 따라서 본 논문에서는 불확정성과 입력 시간지연이 존재하는 시스템에 대한 안정성 해석과 또 해석에서 얻어지는 결과들을 바탕으로 불확정성과 시간지연을 보상하여 강인성 향상을 위한 제어기를 설계하였다. 또한 설계한 제어기는 정확한 시간지연을 알아야 보상이 가능하다. 그러나 실제적으로는 제어기에서 사용하는 시간지연과 실제 지연이 다를 수 있기 때문에 그만큼의 오차가 발생하여 시스템의 성능이 나빠진다. 따라서 여분의 시간지연을 고려하여 이를 보상할 수 있는 좀 더 강인한 제어기를 추가 설계하였다. 마지막으로, 실질적인 문제에서 응용이 가능한, 출력이 존재하는 시스템에 입력 시간지연이 존재할 때 이를 보상하는 제어기를 설계하였다.
