선형 시스템을 위한 루엔버거형 큐빅 관측기 설계와 성능 분석

본 논문은 선형 시불변 시스템의 상태 추정을 위해 기존 루엔버거 관측기에 3차 비선형 항을 추가한 새로운 관측기를 제안한다. 오류 동역학에 큐빅 항을 도입함으로써 전통적인 선형 관측기보다 빠른 수렴, 향상된 잡음 저항성 및 유한시간 안정성을 달성한다. Lyapunov 기반의 이론적 증명과 수치 시뮬레이션을 통해 설계 조건과 성능 이점을 검증한다.

저자: Mohammad Mahdi Share Pas

본 논문은 선형 시불변(LTI) 시스템의 상태 추정을 위한 새로운 비선형 관측기 구조를 제안한다. 기존의 루엔버거 관측기는 선형 피드백 게인 \(L\)를 통해 추정오차 \(e = x - \hat{x}\)를 지수적으로 감소시키지만, 파라미터 변동, 외란, 측정 잡음 등에 취약한 점이 있다. 이를 보완하고자 저자들은 오류 동역학에 3차 비선형 항을 추가한 ‘큐빅 관측기’를 고안하였다. 구체적으로, 제안된 관측기의 형태는 \