본 논문에서는 시소 시스템에 Pl형의 상태 피드백 제어기와 축소차수 관측기를 결합한 제어시스템을 적용하여 시소 시스템의 안정화 문제를 다루었다. LQ 이론에 근간을 두는 Pl형의 상태 피드백 제어기는 계단상의 외란이나 잡음에 대해 양호한 성능을 가지도록 오차에 대한 새로운 상태변수를 고려한 제어기이다. 축소차수 관측기는 상태변수의 계측이 어려운 경우나 경제적인 이유로 센서의 부착이 어려운 경우에 종종 사용되는데 본 논문에서는 시소 시스템의 각도와 대차의 위치로부터 시소의 각속도와 대차의 속도를 추정하기 위해 사용된다. 여러 초기조건과 외란이 인가되는 환경 하에서 실시한 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 목적으로 하는 시소 시스템의 안정화가 가능함을 보인다.
In this paper, a seesaw system composed with a moving cart on the rail and seesaw frame is made to demonstrate the effectiveness of the control theory. The control aim is to maintain an equilibrium of seesaw frame in spite of various initial conditions and an allowable disturbance. To solve this control problem, a PI-type state feedback controller using reduced-order observer is implemented and applied to the seesaw system. The reduced-order observer can be used to estimate the state variables in the case of the limit of sensor number or the constraint on setting sensors and the cost. A series of simulation are carried out to verify the effectiveness of the control system.
