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저자정보
Steven Aurecianus (Konkuk University) Hoang Vu Phan (Konkuk University) Jungkeun Park (Konkuk University) Hoon Cheol Park (Konkuk University) Taesam Kang (Konkuk University)
저널정보
제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 논문지 제어로봇시스템학회 논문지 제27권 제1호
발행연도
2021.1
수록면
1 - 10 (10page)
DOI
10.5302/J.ICROS.2021.20.0185

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In this study, proposed is a PD (Proportional-Derivative) controller for the roll and yaw motions based on the linearized and non-coupled lateral mode dynamic model of the flapping-wing micro air vehicle (FW-MAV) called KUBeetle. First, the lateral mode dynamics model is cascaded with the dynamics of the sensors, filters, and servos to obtain more accurate dynamic model. Then, the stability and robustness of the closed loop control system is analyzed using root locus and H<SUB>∞</SUB> norm stability criteria. From the analyses, the robustly stabilizing PD control gains are determined. It Is found that the simple PD controller of roll motion has big overshoot and large steady error, even though the closed loop system is very stable. To improve the roll controller performance, a loop shaping compensator is designed and cascaded to the proportional feedback part of the roll control loop. It is shown that the complex compensator improves the roll response, and it does not affect much the closed loop stability robustness of the roll control loop. The real flight test was done to check the performance of the proposed control loop and it shows that lateral motion follows the reference command very well as in the simulation.
#flapping wing micro aerial vehicle #control design #model-based control #stability analysis #steady state error

목차

Abstract
I. INTRODUCTION
II. KUBeele
III. Lateral Mode Dynamic Model
IV. Stability Analysis
V. Experimental Flight Test
VI. Conclusion
REFERENCES

참고문헌 (26)

참고문헌 신청
H. V. Phan and H. C. Park, “Insect-inspired, tailless, hover- capable flapping-wing robots: recent progress, challenges, and future,” Q5 directions Progress in Aerospace Sciences., vol. 111, 2019. google schola D. J. Pines and F. Bohorquez, “Challenges facing future micro-air-vehicle development,” Journal of Aircraft, vol. 43, no. 2, 2006. google schola C. Chen and T. Y. Zhang, “A review of design and fabrication of the bionic flapping wing micro air vehicles,” Micromachines, vol. 10, 2019. google schola H. C. Park, H. V. Phan, and J. H. Lee, “Tailless insect-mimicking flapping-wing micro air vehicle: a review and perspective,” Journal of Institute of Control, Robotics and Systems (in Korean), vol. 25, no. 11, pp. 960-965, 2019. google schola R. Dudley, The biomechanics of insect flight: form, function, evolution, NJ: Princeton University Press, Princeton, 2012. google schola

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