실험적 구현을 통한 AC‑DC 컨버터 Koopman‑MPC 제어

초록

본 논문은 실제 단상 AC‑DC 풀‑브리지 부스트 정류기에 Koopman 기반 모델 예측 제어(K‑MPC)를 적용한 최초 사례를 제시한다. 측정된 전류·전압 데이터를 고차원 공간으로 동적 리프팅하여 선형 시간불변(KOM) 모델을 구축하고, 이를 이용해 제어 목표인 DC 전압 평균값 유지와 AC 전류 파워 팩터 1 달성을 동시에 구현한다. 실험 결과는 기존 PI 및 IDA‑PBC 제어에 비해 정착 시간·과도 응답 모두에서 우수함을 확인한다.

상세 분석

이 연구는 전력 전자 시스템에서 비선형·시간변동성을 효과적으로 다루기 위한 데이터‑드리븐 접근법을 제시한다. 핵심은 ‘동적 관측자’를 이용한 리프팅 과정이다. 기존 eDMD와 달리 정적 관측자(고정된 사전 정의 함수) 대신, 일반화 상태‑공간 평균(GSSA) 기법을 적용해 과거 샘플을 가중 평균함으로써 전압 평균값과 전류 위상 정보를 동시에 포함하는 고차원 상태 z