Lyapunov 이론을 이용한 회전익 모델의 강건 경로 추종 제어기법 연구 = Robust Trajectory Tracking Controller Design for Rotorcraft using Lyapunov Theory
저자
발행사항
서울 : 건국대학교 대학원, 2022
학위논문사항
학위논문(석사)-- 건국대학교 대학원 : 항공우주정보시스템공학과 제어시스템설계 2022. 2
발행연도
2022
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
140 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김창주
UCI식별코드
I804:11004-200000577644
소장기관
본 논문은 최근 항공공학의 연구 트랜드 중 하나인 무인 자율형 비행체의 개발을 위한 경로 추종 제어알고리즘의 연구를 수행하였다. 제어이론으로는 비선형 제어기법 중 하나인 Lyapunov 이론을 이용하였으며 그중 SMC (Sliding Mode Control)과 BSC(Backstepping Control)을 이용하여 제어기를 설계하였다.
기존의 MFC(Model Following Control)와 Carrot-chasing 알고리즘의 경우 선형 이론을 이용하여 제어기를 설계하였기 때문에 전역적 안정성을 위하여 많은 해석이 요구된다는 단점이 있었다. 또한 시스템의 안정성에 영향을 미치는 Control gain이 너무 많기 때문에 상용 프로그램 Conduit을 이용하지 않을 경우 handling Quality를 만족하는 Control gain을 찾기 위해서는 많은 설계 부하가 요구된다는 단점 역시 있었다. 본 논문에서는 제시된 문제점을 효율적으로 다루기 위하여 첫번째로 비선형 제어이론 중 하나인 Lyapunov 이론을 채택하여 제어기를 설계하였다. Lyapunov 이론은 한번의 해석으로 전역적 비행 안전성과 시스템의 동적안정성을 획득할 수 있었으며 이 결과 제어기 설계 시 발생하는 부하를 줄일 수 있었다. 두번째로 불확실성을 다룰 수 있는 Incremental Dynamics와 Sliding Mode Control등을 활용하여 제어시스템을 구성하여 불확실성을 적절하게 보상할 수 있는 강건제어시스템을 제시하였다. 제시된 제어기의 안정성은 Lyapunov 이론을 이용하여 수학적으로 분석되었으며 다양한 시뮬레이션 환경에 적용하여 성능을 검증하였다.
회전익 항공기로는 Bo-105 모델이 이용되었으며 Bo-105의 Dynamics modeling은 요소기반 모델링을 이용하여 디자인 되었다. 모델의 충실도는 시험 비행 데이터를 통하여 충분히 검증한후 사용되었으며 개발된 제어법칙은 HETLAS 프로그램을 이용하여 분석되었다. 제어기의 성능 검증을 위하여 사용된 경로는 ADS-33E-PRF에 언급된 다양한 기동을 채택하여 시간에 대한 함수로 표현하였으며 연속적인 값을 산출하기 위하여 7차 Spline interpolation 방법을 적용하였다. 마지막으로 제어기의 성능을 위하여 모든 입력축의 안정성을 확인할 수 있는 Acceleration 과 Deceleration, Pirouette, Helical Turn에 대하여 기동을 수행 하였다.
본 논문은 회전익 항공기에 대하여 강건 비행 제어시스템을 설계하였으며, 다양한 제어법칙을 비교함으로써 본 논문에서 개발한 AIBS-SMC (Adaptive Incremental Backstepping-Sliding Mode Control)의 우수한 성능을 검증하였다. 본 연구의 결과물은 향후 회전익 항공기의 자율 비행 제어 시스템 개발에 큰 도움이 될 것이라 판단된다.
This paper conducted a study on the Trajectory-Tracking control algorithm for the development of an unmanned autonomous vehicle, which is one of the recent research trends in aeronautical engineering.As the control theory, one of the nonlinear control methods, Lyapunov theory, is used, and among them, SMC (Sliding Mode Control) and BSC (Backstepping Control) were used to design the controller. The Lyapunov theory was able to obtain global flight safety and dynamic stability of the system through one analysis, and as a result, the load generated during the controller design was reduced. This paper designed a robust flight control system for rotorcraft and verified the performance of the AIBS-SMC developed in this paper by comparing various control rules.
더보기서지정보 내보내기(Export)
닫기소장기관 정보
닫기권호소장정보
닫기오류접수
닫기오류 접수 확인
닫기음성서비스 신청
닫기음성서비스 신청 확인
닫기이용약관
닫기학술연구정보서비스 이용약관 (2017년 1월 1일 ~ 현재 적용)
학술연구정보서비스(이하 RISS)는 정보주체의 자유와 권리 보호를 위해 「개인정보 보호법」 및 관계 법령이 정한 바를 준수하여, 적법하게 개인정보를 처리하고 안전하게 관리하고 있습니다. 이에 「개인정보 보호법」 제30조에 따라 정보주체에게 개인정보 처리에 관한 절차 및 기준을 안내하고, 이와 관련한 고충을 신속하고 원활하게 처리할 수 있도록 하기 위하여 다음과 같이 개인정보 처리방침을 수립·공개합니다.
주요 개인정보 처리 표시(라벨링)
목 차
3년
또는 회원탈퇴시까지5년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한3년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한2년
이상(개인정보보호위원회 : 개인정보의 안전성 확보조치 기준)개인정보파일의 명칭 | 운영근거 / 처리목적 | 개인정보파일에 기록되는 개인정보의 항목 | 보유기간 | |
---|---|---|---|---|
학술연구정보서비스 이용자 가입정보 파일 | 한국교육학술정보원법 | 필수 | ID, 비밀번호, 성명, 생년월일, 신분(직업구분), 이메일, 소속분야, 웹진메일 수신동의 여부 | 3년 또는 탈퇴시 |
선택 | 소속기관명, 소속도서관명, 학과/부서명, 학번/직원번호, 휴대전화, 주소 |
구분 | 담당자 | 연락처 |
---|---|---|
KERIS 개인정보 보호책임자 | 정보보호본부 김태우 | - 이메일 : lsy@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0439 - 팩스번호 : 053-714-0195 |
KERIS 개인정보 보호담당자 | 개인정보보호부 이상엽 | |
RISS 개인정보 보호책임자 | 대학학술본부 장금연 | - 이메일 : giltizen@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0149 - 팩스번호 : 053-714-0194 |
RISS 개인정보 보호담당자 | 학술진흥부 길원진 |
자동로그아웃 안내
닫기인증오류 안내
닫기귀하께서는 휴면계정 전환 후 1년동안 회원정보 수집 및 이용에 대한
재동의를 하지 않으신 관계로 개인정보가 삭제되었습니다.
(참조 : RISS 이용약관 및 개인정보처리방침)
신규회원으로 가입하여 이용 부탁 드리며, 추가 문의는 고객센터로 연락 바랍니다.
- 기존 아이디 재사용 불가
휴면계정 안내
RISS는 [표준개인정보 보호지침]에 따라 2년을 주기로 개인정보 수집·이용에 관하여 (재)동의를 받고 있으며, (재)동의를 하지 않을 경우, 휴면계정으로 전환됩니다.
(※ 휴면계정은 원문이용 및 복사/대출 서비스를 이용할 수 없습니다.)
휴면계정으로 전환된 후 1년간 회원정보 수집·이용에 대한 재동의를 하지 않을 경우, RISS에서 자동탈퇴 및 개인정보가 삭제처리 됩니다.
고객센터 1599-3122
ARS번호+1번(회원가입 및 정보수정)