비선형 관측을 갖는 선형 시스템에 대한 이중 제어와 신뢰 공간 모델 예측 제어

요약

본 논문은 비선형 관측(bilinear observations)을 갖는 선형 시스템의 유한 시간 구간 이차 제어 문제를 다룹니다. 기존의 분리 원리가 실패할 수 있는 이 설정에서, 상태 추정에는 입력 의존성 칼만 필터가 필요합니다. 이를 해결하기 위해, 연구진은 신뢰 공간 모델 예측 제어(B-MPC)를 제안하며, 이는 입력 의존적 칼만 필터에 의해 정의된 신뢰 진화의 결정론적 대리자를 사용하여 상태와 오차 공분산을 직접 계획함으로써 기존 방법보다 우수한 성능을 입증했습니다.

핵심 포인트

• 비선형 관측(bilinear observations)이 있는 선형 시스템 제어는 복잡하며, 전통적인 분리 원리가 적용되지 않는다.
• 상태 추정에는 제어 입력의 영향을 받는 '입력 의존성 칼만 필터'가 필수적이다.
• 제안된 B-MPC(Belief-space Model Predictive Control)는 상태와 오차 공분산을 동시에 계획하여, 불확실성을 더 잘 고려하는 최적의 행동을 선택한다.
• B-MPC는 기존 분리 원리 기반 제어기나 일반 MPC 변형보다 낮은 추정 공분산과 향상된 성능을 보여준다.