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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최호림
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수9
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본 논문에서는 제어 이득 및 이득 조절 요소 선택 알고리즘을 제안하고 MATLAB을 이용한 시뮬레이션과 AR.Drone을 이용한 실험을 통해 알고리즘의 유효성을 검증한다. 상태 궤환 제어기와 출력 궤환 제어기의 이득 값을 구하기 위해서 일반적으로 극 배치 기법을 이용한다. 일반적으로 사용되는 극 배치 기법은 안정성 분석을 이용하여 이득 값의 범위를 찾은 다음 극점을 선정하여 편리하게 이득 값을 구할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 상태 궤환 제어기와 출력 궤환 제어기를 사용하여 제어된 시스템의 출력성능을 개선하기 위해서는 제어 이득 값 선정 단계에서 많은 시행착오가 필요하다. 이러한 복잡성을 완화시키고, 체계적으로 제어 이득을 선정하기 위해 본 논문에서는 쿼드로터의 폐루프 시스템을 분석한다. 먼저 Laplace 변환을 이용하여 시스템을 분석한다. 분석된 결과를 통해 제어 이득 및 이득 조절 요소와 출력성능 사이의 관계를 파악할 수 있다. 다음으로 앞서 파악한 제어 이득 및 이득 조절 요소와 출력 성능 사이의 관계를 기반으로 제어 이득 및 이득 조절 요소를 이용하여 출력성능을 개선시킬 수 있는 방법을 정리하여 제어 이득 및 이득 조절 요소 선택 알고리즘을 설계한다. 제안된 제어기법은 MATLAB의 시뮬링크를 이용한 시뮬레이션과 실제 쿼드로터 시스템에 적용한 실험을 통해 유효성을 입증한다.
목차
I. 서론 11.1. 연구 배경 11.2. 쿼드로터 시스템의 비선형 모델 31.3. 논문의 구성 5II. 상태 궤환 제어를 위한 제어 이득 선택 알고리즘 설계 62.1. 궤환 선형화 기반 제어기 설계 62.1.1. 궤환 선형화 62.1.2. 상태 궤환 제어기 설계 72.1.3. 폐루프 시스템의 안정성 분석 92.2 폐루프 시스템의 출력 분석 102.2.1 쿼드로터 시스템의 출력 102.2.2. 제어 이득 값과 시스템 출력의 관계 분석 172.3 제어 이득 선택 알고리즘 212.4 상태 궤환 제어 시뮬레이션 242.5 상태 궤환 제어 실험결과 272.6 결론 34III. 출력 궤환 제어를 위한 제어 이득 및 이득 조절요소 선택 알고리즘 설계 353.1 자코비안 선형화 기반 제어기 설계 353.1.1. 자코비안 선형화 363.1.2. 상태 궤환 제어기 설계 363.1.3. 폐루프 시스템의 안정성 분석 383.2 폐루프 시스템의 출력 분석 413.2.1 쿼드로터 시스템의 출력 413.2.2. 관측기의 출력 463.2.3 관측 이득 값과 제어 이득 값의 관계 분석 493.2.4. 제어 이득 값과 시스템 출력의 관계 분석 513.3 제어 이득 및 이득 조절 요소 선택 알고리즘 543.4 출력 궤환 제어 시뮬레이션 573.5 출력 궤환 제어 실험결과 613.6 결론 69IV. 결론 70참고문헌 71Abstract 75
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