제어란 ??? Control is ......... what ?

제어란 학문은  참 매력적이긴 한데,   범재인  나에게  점점   괴로움을 안겨주기도 한다.

무엇보다   나이는  먹어가고,   돈은 없고,    현대 사회에서   의식주가  해결 안되면    신선 놀음도  사치다~~~  먹고 사는 게 해결되야  꿈이던 취미던 부담어없이 즐길 수 있지 않을까~~


제어는  재밌지만,   현실은   선택을  강요한다.    먹고 사는 것 걱정없이   제어  연구만 할 수 있으면 좋겠다  ㅎㅎㅎ;


제어는  짬뽕이다.


제어를 하기 위해  필요한   지식 들을 정리해보면,  (  책에도 가끔 언급은 되어있지만,   대부분의 제어 책은 그냥  이론뿐,   문제는   그것만으로는  제어를  할 수 없다는게  넌센스 ㅡㅡ^)


( 내 맘대로 쓰는 글이니,   틀려도 책임 못진다  ㅎㅎㅎㅎ)



What skills are required to do control ????? (It is a just my opinion!!!)



모델링 센스 (modeling sense)   :   주어진  시스템을  수학적(?)으로 모델링을 할 수 있어야 한다.  즉, 제어 이론을 알기 이전에    제어할 대상을  자~~알  알아야 한다.  (ㅡㅡ;; )



                     이게 골 때리는게   로봇 제어할려고 하면, 일단 로봇에 대해  자세히 알아야 한다.  kinematics 라던지,  동역학이라던지....

즉,  제어 대상에 대해  먼저   세세히 파악을  해 놔야 한다.   제어 이론과는  무관하게  ㅡㅡ;;


뭐  솔직히  그냥 대충할거면,   pid   써서,  대충  튜닝만 하면   흠  왠만하면  대충~~은 동작할 껄~~~~     이렇게 할거면,  솔직히   아래의  수많은  학문을  알 필요 없다.  ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

뭐 판단은 알아서...  자기  하고 싶은 만큼만 하자...   아   피곤한 인생이여~~~~





수학 수학 수학 수학 수학 (mathematics) :  제어 이론은  결국 수학이다.  ㅡㅡㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ





System identification  :   모델링과도 연관이 있고,   이게 없으면   솔직히 제어 이론이  무용지물이다.        시스템 식별을 통해서   model structure 가  타당한지,  실험적으로  검증하는 데 사용할 수 있다.

제어 책은  허구헌 날   모델과  numerical value 를 제공하는데,  이건  솔직히  단순 문제 풀이 밖에 안된다.   그러나   불행히도,  현실 세계에서   과연 누가  그 시스템에 대한   numerical value 를  제공해 줄까?   ㅎㅎㅎㅎ;;   거의  없다.   자기의 일은 스스로 하듯이  스스로 찾아야 한다. ㅡㅡ^

numerical value 모르면,   무슨 수로  제어기를 설계한단 말인가   ~~~ ㅎㅎㅎ;;

시스템 식별 실험은  numerical value 를  추정하는데에도 쓰이는 학문이다.

( 아 ~~~ 줸장,   제어 이론보다  먼저  이걸  마스터 했어야 했어...  근데  이거  교과 과정으로 있는 곳이   있나?   거의 없는 거 같은데,,    

시스템 식별에 대해  자세하게  다룬  수업을  들어본적이 없다.     결국   스스로 깨닫고 맨 땅에 헤딩을  해야 할 상황....

문제는    이 쪽 학문에   익숙해지기에는  내 두뇌가   평범해서  괴롭다  ㅠ.ㅠ)




adaptive filtering ?  signal processing ?  :  시스템 식별 학문을 할려면, 결국  신호 처리  무조건 들어간다.

adaptive filtering  책을  이것 저것  뒤적여 봤는데,  system identification 이  adaptive filtering 내용에 있더라 ㅡㅡ;;     하긴  뭐   결국  optimization problem 과도  일맥 상통하지..   least square 라던지,   기타 등등



linear control (theory)  :  전체 제어 이론에서  선형 제어는 뭐  그냥 껌 수준 ?.   기본이다 기본....   

근데 웃긴건,   대부분의  논문 등이   선형 제어 위주로  다룬다는 거,,,  왜냐면  쉽거든 ㅡㅡ;;;


나도 이해해...   비선형은   내게 너무나  먼  그대여~~~~~나도 선형 모델에서 벗어나지 못하고 있어 ㅜ.ㅜ



결국  stability 와 performance  가   전부~~~~~    stability 란 무엇인가에 대해 깨달아라   그러면  길이 열리리라~~~~





nonlinear control  :    제어 이론의  꽃이라고 본다.   사랑해요  비선형~~~  그러나  내 두뇌는  비선형을  이해하기엔 부족하다  ㅠ.ㅠ

비선형 시스템을 이해하면   선형 제어를 그냥 씹어먹는다.     비선형 제어는 선형 제어를 포함하니까  ㅎㅎㅎㅎㅎ





robust control  :   선형 제어든 비선형 제어든   그냥  uncertainty  추가한 것 밖에 없다.  내가 보기엔....     나두  잘은 모른다.    자세히  익혀보고 싶지만,   시간도 없고,  맨 땅에  헤딩에는 한계가 있는 법~~~~





adaptive control  :   fixed controller 에  반대 개념....   그냥  제어 게인이라던지  다른거라던지  뭔가가   changeable 하면서   adaptive 하면   adaptive control 이라고  부르는 것 같다.

이것도   indirect, direct   이렇게  나눠지는 거 같은데,    구현해 본적이 없어서   나두 잘은 모른다.   몇번   책을 보다가   중단중이다.   왜 이리  책은  어렵게 써놓았는지...


적응 제어 잘 할려면,   estimation 이라던지,  system identification 이라던지   여러 스킬들을 더 요구한다.


뭐 제어의 궁극은  인공지능이라고  스스로 생각하지만,  뭐  인공지능도 결국  adaptive control 이니,   적응 제어가   궁극점이라고 할 수 있다.   그러니까   적응 제어는 어렵다.!!!!!





optimal control   :    뭐 이런 것도 있다던데,     LQR  뭐 이런거 말하는거 같은데,    그냥  제어기 설계를   어떻게  최적화 할거냐  문제인듯..

뭐 결국  object funcation   이  관건이겠지..  최적화는  뭐 다 거기서 거기더라...  concept 만 보면..



stochastic system :   뭐  이 바닥 굴러먹으니   뭔놈의  확률 통계가  안 끼어드는데가  없냐...  아~~  확률 통계  잘 못하는데...

뭔놈의   앙상블이라던지   (넌 뭐하는 놈이냐~~)      아무튼   이놈의   확률, 통계 개념은   단골 손님이더라......




제어 응용 관련해서~~~~~ related to applications of the control

----- mainly robot control application -----

tracking control  :    대부분의 제어가  tracking contol 에 속하겠지..   죄다  reference signal   following 하는 것을  주로 다루니깐..


interaction control  :  흠,  그냥  contact 이 있는  task  에 해당...  hybrid force/position control 이라던지,  impedance control  이라던지   이 2개가  active compliance control 의 대표 방법론이다.







갑자기 블로그를 만들어서   혼자  주저리  주저리  떠드는  이 상황...  이 짓도  몇일이나 갈련지 모르겠네........



앞으로  같이    로봇 제어를  함께  할 수 있는   사람이 있었으면 하는 바람이 있긴 하다.

취미로 라던지,   뭐  인터넷이 발달했으니    online  상에서  서로  discussion 이라고  주고 받을 수 있는  상대가 있으면 좋겠다고  생각은  하는데,    인생이  바쁘니      얼마나  관계가 지속될지 의문이다.



제어에 대해  주저리 주저리  떠들었는데,  뭐  빠진 것도 있겠지만....    내가 봤을 땐  다 필요없어~~~~~


신소재 분야에서   신소재  만들어 내고  (새로운 actuator 라던지,  new sensor 라던지~~~)


그냥  인공지능  하나만  제대로  나오면  제어는  끝이야 끝~~~~    이미 기본적인 제어 이론은  다 성립되어 있잖아~~~~

현재 문제는   그걸  움직일   두뇌가  없다는 게  문제일 뿐이니....  


굳이 나누자면,   actuator 를 제어하는  low level  의  제어는   현재   이론만으로도 충분하다고 봄.


command 를 줄 수 있는   두뇌 역할을  하는  high level 의  제어   즉,  인공 지능만 있으면     제어에  대 격변이  일어날거야...


더 이상  제어 이론을  더 할 필요가 없어질지도....ㅎㅎㅎ    인공지능이   최적화 라던지,  적응 제어라던지   알아서  척척  처리하겠지 ...   사람이 더 이상  끙끙대면서   제어 파라메터  설계할 필요가 없겠지  ㅡㅡ;;



아~~ 말은 많았는데,      나이는 먹어가는데   내 실력은  아직 여전히 부족하다는 데에    한숨만 나온다.


이론 지식과    실기 지식 (구현 지식) 을  동시에   갖추고  싶은데,   휴~~  이론 지식도  아직 형편 없고,     구현 스킬 등의 경험을 쌓기에는   여러 어려움이 너무 많구나~~~



내가 하고 싶은 것을 하고 싶으나,  현실은  녹록치 않은 듯~~~~~~    졸업 후에 (내가 원하는) 로봇 제어를 계속 할 수 있을지도 모르겠다~~~~~~ㅎㅎㅎㅎㅎ;;;   (로봇도 너무 분야가 넓고,,,,   아직은 돈이 안되니깐~~~~ㅠ.ㅠ)

Machine Learning ~~~

아~~~   Machine learning 이   인공지능에의  출발점일 줄 알았어~~~~~


나의 이쪽 분야 지식은  미천하지만,  ( 결국 또   시간날 때   맨 땅에 헤딩하며  잠깐  관련 책을 독서한 수준이니 ㅡㅡ;;)

현재까지로는  Machine learning 은  AI 가 아니더라~~~


그냥 뭐  좀 더 정교한  계산 알고리즘  수준 ???


지능 제어라고  이름이 붙었지만,    스스로 생각하는  혹은  창조하는  기능이 없는 걸  지능이라고  말하기엔   어폐가 있다..

지능 제어는  결국   또 하나의  제어 접근법으로 밖에    안 보이는데~~~



뭐 그래도  fuzzy 나 neural network 나  다  가치가 있으니   학문으로 자리 잡았고,   상황에 따라  확실히  강력한  알고리즘의   기능을 보여주는 것 같다.   (뭐 그래봤자  전혀  인공 지능으로는 보이지 않는다  ㅡㅡ;;)


내가 죽기 전에   정말  스스로 생각 및 창조하는  인공 지능을   볼 수 있을까?????   죽기 전에 보고 싶다~~~



역시 제어는  짬뽕 학문이다.   범재인  내 두뇌로는    괴로움만  커진다  ㅡㅡ;;;;      전통적인 제어 이론을  다루다가    지능 제어를  접하게 되면,  이건 뭐   그냥  거의 완전 새로운 분야다 ㅡㅡ;;   에휴~~~


그래도 역시   불행하지만   현실이  이러니   맨땅에 헤딩하면서    지능 제어를   한번  구현해 볼까 한다...


조만간   퍼지 제어에  도전해 볼 생각이다.   Mamdani  은   쪼까  감이 오는데, sugeno 는 모르겠네,  뭐 이래봤자    수박에 겉핥기 수준으로    그냥   개념이 드디어  약간  보인다고 해야 하나...



부디  무사히  구현이  될 수 있도록  비나이다  비나이다~~~   (C/C++ 로 어떻게  구현하지 ㅠ.ㅠ    기본 소스 코드가 있었으면,,,   프로그래밍은 어렵다 ㅠ.ㅠ)