RnDCircle Logo
arrow left icon

Control and System Lab

중앙대학교 전자전기공학부

유성진 교수

Formation Control

Adaptive Control

Sliding Mode Control

Control and System Lab

전자전기공학부 유성진

본 연구실은 비선형 제어이론의 개발 및 응용을 중심으로, 적응제어, 가변 구조 제어, 신경망 기반 지능형 제어 등 첨단 제어기술을 연구하고 있습니다. 이러한 제어기술은 기존의 선형 제어로는 다루기 어려운 복잡한 시스템, 예를 들어 이동 로봇, 비행 시스템, 대규모 네트워크 시스템, 시간 지연 시스템 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 특히, 시스템의 불확실성, 외란, 시간 지연 등 현실적인 문제를 극복할 수 있는 강인한 제어기법 개발에 중점을 두고 있습니다. 다중 에이전트 시스템 및 분산 제어 분야에서도 활발한 연구가 이루어지고 있습니다. 여러 대의 이동 로봇이나 무인 비행체, 자율주행 차량 등이 네트워크를 통해 정보를 교환하며 협력적으로 동작하는 환경에서, 각 에이전트가 제한된 정보와 통신 환경에서도 전체 시스템의 안정성과 성능을 유지할 수 있도록 하는 분산 제어 및 군집 제어 알고리즘을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 스마트 팩토리, 자율주행, 에너지 네트워크 등 다양한 첨단 산업 분야에 적용될 수 있습니다. 지능형 제어 및 신경망 기반 제어기술 역시 본 연구실의 핵심 연구 분야입니다. 신경망, 퍼지 논리, 딥러닝 등 인공지능 기술을 접목한 제어기법을 통해, 기존 제어이론의 한계를 극복하고, 복잡하고 예측 불가능한 환경에서도 높은 제어 성능을 달성하는 것을 목표로 하고 있습니다. 실제로 이동 로봇, 비행 시스템, 해양 및 수중 로봇, 에너지 시스템 등 다양한 응용 분야에서 우수한 성과를 거두고 있습니다. 이외에도 본 연구실은 고장 허용 제어, 이벤트 기반 제어, 양자화된 통신 환경에서의 제어, 장애물 회피 및 연결성 유지 등 실제 환경에서 발생할 수 있는 다양한 문제를 해결하기 위한 이론적 및 실용적 연구를 병행하고 있습니다. 이를 통해 미래 지능형 시스템의 핵심 기술을 선도하고, 산업 현장에 직접적으로 기여할 수 있는 연구 성과를 창출하고 있습니다. 본 연구실의 연구는 이론적 발전과 실용적 응용을 동시에 추구하며, 차세대 제어기술의 개발과 미래 지능형 시스템 구현에 중추적인 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 다양한 첨단 분야에서의 응용 가능성을 넓혀가며, 국내외 학계 및 산업계에서의 영향력을 지속적으로 확대해 나갈 것입니다.

Formation Control
Adaptive Control
Sliding Mode Control
비선형 제어이론의 개발 및 응용
비선형 제어이론은 전통적인 선형 제어로는 다루기 어려운 복잡한 동적 시스템을 효과적으로 제어하기 위한 이론적 기반을 제공합니다. 본 연구실에서는 적응제어(adaptive control), 가변 구조 제어(sliding mode control) 등 다양한 비선형 제어 기법을 개발하고, 이들을 실제 시스템에 적용하는 연구를 중점적으로 수행하고 있습니다. 이러한 제어기법은 시스템의 불확실성, 외란, 시간 지연 등 다양한 현실적 문제를 극복할 수 있도록 설계됩니다. 특히, 본 연구실은 신경망(Neural Networks) 기반의 지능형 제어기법을 적극적으로 도입하여, 기존의 제어이론이 가지는 한계를 극복하고 있습니다. 신경망은 비선형성, 불확실성, 복잡한 상호작용이 존재하는 시스템에서 뛰어난 근사 능력을 발휘할 수 있기 때문에, 다양한 비선형 시스템의 제어에 효과적으로 활용되고 있습니다. 이를 통해 이동 로봇, 비행 시스템, 대규모 네트워크 시스템 등 다양한 응용 분야에서 우수한 성능을 입증하고 있습니다. 이러한 연구는 이론적 발전뿐만 아니라 실제 산업 현장 및 첨단 기술 분야에도 직접적으로 기여하고 있습니다. 예를 들어, 이동 로봇의 경로 추종, 비행체의 자세 제어, 에너지 시스템의 안정적 운용 등 다양한 실제 시스템에 비선형 제어이론을 적용하여, 시스템의 신뢰성, 효율성, 안전성을 크게 향상시키고 있습니다.
다중 에이전트 및 분산 제어 시스템
다중 에이전트 시스템(Multi-Agent Systems)은 여러 개의 독립적인 에이전트가 상호작용하며 협력적으로 목표를 달성하는 시스템을 의미합니다. 본 연구실에서는 다수의 이동 로봇, 무인 비행체, 자율주행 차량 등 다양한 에이전트가 네트워크를 통해 정보를 교환하고, 분산적으로 제어되는 환경에서의 제어 이론 및 알고리즘을 개발하고 있습니다. 특히, 분산 제어(Decentralized Control)와 분산 군집 제어(Distributed Formation Control)에 대한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 각 에이전트가 제한된 정보와 통신 환경에서도 전체 시스템의 안정성과 성능을 보장할 수 있도록 하는 데 중점을 두고 있습니다. 예를 들어, 통신 지연, 장애물 회피, 에이전트 간의 연결성 유지, 고장 허용 제어 등 실제 환경에서 발생할 수 있는 다양한 문제를 해결하기 위한 이론적 및 실용적 접근법을 제시하고 있습니다. 최근에는 신경망 기반의 지능형 분산 제어, 이벤트 기반 제어, 양자화된 통신 환경에서의 제어 등 첨단 기술을 접목한 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 다중 에이전트 및 분산 제어 연구는 스마트 팩토리, 자율주행 시스템, 에너지 네트워크, 해양 및 항공 로봇 등 다양한 첨단 산업 분야에 적용될 수 있습니다. 본 연구실의 연구 성과는 실제 시스템에서의 적용 가능성을 높이고, 미래 지능형 시스템의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다.
지능형 제어 및 신경망 기반 제어기술
지능형 제어는 기존의 제어이론에 인공지능, 신경망, 퍼지 논리 등 첨단 알고리즘을 융합하여, 복잡하고 예측 불가능한 환경에서도 높은 제어 성능을 달성하는 것을 목표로 합니다. 본 연구실에서는 신경망 기반의 적응 제어, 퍼지 제어, 동적 표면 제어(Dynamic Surface Control) 등 다양한 지능형 제어기법을 개발하고, 이를 실제 시스템에 적용하는 연구를 수행하고 있습니다. 신경망 기반 제어는 시스템의 비선형성, 불확실성, 외란 등에 강인한 특성을 가지며, 시스템의 동작 특성을 실시간으로 학습하고 보정할 수 있습니다. 본 연구실은 이러한 신경망 기반 제어기법을 이동 로봇, 비행 시스템, 해양 및 수중 로봇, 에너지 시스템 등 다양한 응용 분야에 적용하여, 기존 제어기법 대비 우수한 성능을 입증하고 있습니다. 또한, 최근에는 딥러닝, 강화학습 등 최신 인공지능 기술을 접목한 제어기법 개발에도 힘쓰고 있습니다. 이러한 지능형 제어 연구는 미래의 자율 시스템, 스마트 로봇, 지능형 에너지 관리 시스템 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다. 본 연구실은 이론적 연구와 실용적 응용을 동시에 추구하며, 차세대 지능형 제어기술의 선도적 연구를 이어가고 있습니다.
1
Approximation-based adaptive control of uncertain non-linear pure-feedback systems with full state constraints
B. S. Kim, S. J. Yoo
IET Control Theory and Applications, 2014.11
2
Adaptive control of nonlinear pure-feedback systems with output constraints Integral Barrier Lyapunov Functional approach
B. S. Kim, S. J. Yoo
International Journal of Control, Automation, and Systems, 2015.02
3
Approximation-based adaptive tracking control of nonlinear pure-feedback systems with time-varying output constraints
B. S. Kim, S. J. Yoo
International Journal of Control, Automation, and Systems, 2015.04
1
(1-1)규정된 시간 비선형 외란 관측기 기반 지능형 군집 추종 제어 설계 및 다수의 부족구동 잠수정에 응용 연구
한국연구재단
2024년 05월 ~ 2025년 04월
2
(5차)제약된 통신 범위를 갖는 불확실한 비선형 시간 지연 다개체 시스템의 분산 연결성 보존 고장 허용 군집 제어
한국연구재단
2023년 03월 ~ 2024년 02월
3
(4차)제약된 통신 범위를 갖는 불확실한 비선형 시간 지연 다개체 시스템의 분산 연결성 보존 고장 허용 군집 제어
한국연구재단
2022년 03월 ~ 2023년 02월