비선형 시스템을 위한 로그노름 기반 레퍼런스 거버너 설계와 QP 구현

초록

본 논문은 연속시간 비선형 시스템에 대한 레퍼런스 거버너(RG)를 제안한다. 시스템의 비선형 응답을 선형 모델과 로그노름을 이용해 구한 상태‑입력 의존 오차 경계로 보정하고, 이를 기반으로 제약을 강화한다. 온라인 최적화는 선형 제약을 갖는 2차 목표함수 형태의 볼록 QP로 변환되어 실시간 구현이 가능하다. 이론적 수렴·재귀적 실현 가능성 증명과 두 개의 시뮬레이션 예제가 제시된다.

상세 분석

논문은 먼저 연속시간 비선형 시스템 (\dot x = f(x,v)+w) 에 대해, 기존 RG가 요구하는 전역적인 비선형 제약 검증이 계산적으로 비현실적임을 지적한다. 이를 해결하기 위해 시스템을 임의의 평형점 ((x_v(v),v)) 주변에서 1차 테일러 전개하여 선형 모델 (\dot{\delta x}=f_x\delta x+f_v\delta v+w) 을 도출한다. 핵심 아이디어는 선형 모델이 제공하는 예측값과 실제 비선형 응답 사이의 오차 (e(t)=x(t)-