| 초록 |
연구의 목적 및 내용 본 과제에서 우리는 불확실성이 존재하는 시스템에서 효과적으로 최적 제어 문제를 해결하기 위한 강인한 제어 알고리듬의 개발과 생체 의학 시스템으로의 응용을 연구하였다. 제어 이론을 연구하는 단계에서는 이산 선형 시스템이 구체적인 연구 대상으로 하였고, 연구 단계의 초, 중반에는 불확실성이 시스템 행렬 상에 존재한다는 가정하에 연구를 진행하였다. 이러한 경우를 연구하는 동안 주어진 시스템 모델에서 표현이 되지않은 외란에 대해서도 기대하는 제어기의 성능이 보장되기 위한 조건을 연구하였다. 즉 이는 미처 모델링에서 고려되지 못한 시스템상의 불확실성에 대한 차선 최적(sub-optimal) 제어의 구현에 해당한다고 볼 수 있다. 연구결과 본 과제는 제어 이론에 관한 연구일 뿐만 아니라 이의 생체 의학 시스템으로의 응용을 핵심 연구 대상으로 삼았다. 특히 생체 의학 시스템 중 세 가지 동역학에 관한 응용을 다루었다. 그 세 가지 응용 연구는 각각 첫 번째는 인체의 마취 과정에 대한 동역학, 두 번째는 HIV/AIDS 감염 동역학, 세 번째는 메르스 바이러스의 확산 동역학이다. 본 연구의 이론적 연구 결과는 이러한 응용 연구를 통해 시스템 상의 불확실성이 내포되는 경우에 적용되어 어떻게 성능을 개선하게 되는지 보여주었다. 본 연구에서는 기존의 LTI mpMPC 결과로 얻은 양함수 형태의 최적해 테이블을 바탕으로 하여 이산 선형 시스템에 대한 최적 강인 제어기 설계를 연구하였다. 여기서는 시불변을 더 이상 가정하지 않으며 이 외에 affine 형태로 추가되는 외란에 대해서도 강인한 특성을 목표로 하였다. 본 연구를 통해 주어진 선형 시스템을 표현하는 세 가지 행렬, 즉 시스템 행렬, 입력 행렬, 출력 행렬이 시변(time-varying)인 경우를 고려 하지만, 일단 각 행렬중 하나만이 시변이라는 가정을 가지고 연구하였다. 연구결과의 활용계획 본 연구에서는 학계 및 의학계에서 중요한 생체 의학 시스템의 세 가지 응용 연구를 수행하였다. 본 연구의 이론 부분 연구 결과들을 바탕으로 이들 응용 연구에서 기존에 구현된 제어기에 비해 보다 강인하고 신뢰할 수 있는 제어기를 설계, 적용할 수 있을 것으로 예상한다. 제어기가 최적화 되어 구현된다는 점을 고려해 보았을 때 경제적인 측면에서도 보다 효율적인 제어 시스템의 제작 및 운용이 가능할 것으로 기대한다. 본 연구 제안의 이론 연구 부분을 통해서는 먼저 이산 선형 시스템에서 시변(time-varying) 파라메터에 대한 강인한 제어기 설계 기법의 확보를 기대할 수 있다. 이 설계 기법은 나아가 시스템에 존재할 수 있는 다른 형태의 불확실성(예를 들어 외란(disturbance))에 대해서도 대응할 수 있게끔 수정, 개선될 것이다. 또한 비선형 시스템의 경우에 대해서도 본 연구가 확장되어 활용될 예정이다. (출처 : 요약문 4p) |
