▲ 호주국립대 이안 피터슨(Ian Petersen) 교수

ICROS 2019에서 호주국립대 이안 피터슨(Ian Petersen) 교수는 ‘불확실성을 갖는 시스템의 강인 제어(Robust Control of Uncertain Systems)’를 주제로 초청 강연을 진행했다.

이번 발표는 “I. R. Petersen and R. Tempo. Robust control of uncertain systems: Classical results and recent developments. Automatica, 50:1315-1335, 2014” 논문을 기반으로 하며, 불확실성을 갖는시스템에서 강인 제어 연구 결과들을 전반적으로 다루고 있다.

강인 제어가 본격적으로 연구 되었던 계기는 기존 최적 제어 방법 중 하나인 linear quadratic Gaussian optimal control 방법이 실제 시스템에서 존재하는 불확실성을 고려하지 않아서 성능이 예상대로 잘 맞지 않았고, 안정성이 부족하였다는 점이다.

이에 1981년 Zames는 H-infinity control 방법을 정립하였고, 이 방법은 강인 제어 이론에 대한 기반이 된다. 불확실성을 포함한 시스템을 수학적으로 표현하는 대표적인 모델은 linear fractional transformation model이 있다.

이는 우리가 알고 있는 공칭 모델의 입력, 시스템, 출력 모델에 대한 관계에서 시스템 불확실성에 의한 영향까지 같이 고려하여 행렬로 표현하는 방법으로, 시스템의 강인성 및 H-infinity control 설계에 기반이 된다.

비구조화된 불확실성은 Positive real uncertainty 및 Negative imaginary uncertainty로 나눌 수 있는데, 전자는 주로 기계 시스템에서 힘 입력과 속도 출력의 관계에서 자주 나타나고, 후자는 주로 기계 시스템에서 힘 입력과위치 출력 관계에서 나타난다.

위 정의들과 분석 방법을 기초로 불확실한 시스템의 강인성을 분석한다. Small Gain Theorem, Quadratic stability, Positive real function, passivity 등 고전 이론들을 소개하였고, Negative imaginary stability 개념을 이용한 강인 안정성을 보였다. 마지막으로 H-infinity control 문제를 공식화하고 강인성을 갖는 조건을 제시하였다.

이안 피터슨 교수는 호주 빅토리아(Victoria) 출신으로, 1984년 로체스터(Rochester)대학에서 전자공학으로 박사학위를 수여받았다. 1983년부터 1985년까지 호주국립대학에서 박사후과정을 마치고, 그 후 2016년까지UNSW 캔버라의 정보기술 공학전문대학의 교수로 근무했으며 2017년부터 호주국립대학의 교수로 재직하고 있다.

그는 ARC Executive Director for Mathematics Information and Communication, Deputy Vice-Chancellor Research for UNSW 및Australian Federation Fellow로 활동하고 있다. 또 IEEE Transactions on Automatic Control, Systems and Control letters, Automatica, IEEE Transactions on Control System Technology, SIAM Journal on Control and Optimization의 Associate editor로 활동했다. 그리고IFAC 및 IEEE and the Australian Academy of Science의 fellow이다. 주 연구 분야는 강인 제어, 양자 제어 및 확률 제어이다.