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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강재영
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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최근에 항공우주 분야의 연구가 활발히 진행되고 있으며 특히 도심항공모빌리티(UAM, Urban Air Mobility) 및 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle) 산업이 다양한 도심 교통의 문제들을 해결해 줄 수 있을 것으로 기대되어 더욱 활발한 연구가 진행 중이다. 그리고 UAM 산업의 수요가 증가함에 따라 안전성 문제가 대두되고 있다. UAM의 안전과 관련된 문제를 해결하기 위하여 제안되는 여러 가지 알고리즘에는 대표적으로 장애물 회피기동, 그리고 항공기의 회전익 고장 시에도 추락하지 않도록 내결함성 제어 등이 있다. 지금까지 UAV의 장애물 회피기동과 관련하여 진행되어온 연구를 보면 대표적으로 artificial potential field, rapidly-exploring random trees(RRT) 등의 알고리즘을 이용하는 방법이 제안됐으며 대부분의 쿼드로터(Quadrotor) UAV의 내결함성 제어에 관한 연구의 경우에는 하나의 회전익이 고장나거나 혹은 대각 위치의 두 개의 회전익이 고장나는 경우에 대해 자세를 안정화시키는 방법에 대해 제안됐다.
본 연구에서는 지금까지 다른 연구에서 제안되어 온 알고리즘과 다른 새로운 UAV의 장애물 회피기동 알고리즘, 그리고 내결함성 제어 알고리즘에 대해 제안한다. 첫 번째로 UAV의 장애물 회피기동 알고리즘의 경우, quadrotor UAV의 운동방정식을 유도하고 sliding mode control(SMC) 및 Lypunov stability theory-based control(LSTC)를 이용한 추적제어기를 설계하며 실시간 3차원 지역경로 생성 알고리즘을 이용하여 장애물을 피할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 두 번째로 내결함성 제어의 경우, 틸트 가능한 무인항공기(Quad-tilt rotor UAV)를 이용하며 이에 따른 운동방정식 유도, 그리고 SMC 및 LSTC 기반의 최적제어(Optimal control) 알고리즘을 이용하여 두 개의 회전익이 고장 나는 모든 경우에 대해서 모두 안정시킬 수 있는 제어기를 제안한다.
본 연구에서는 지금까지 다른 연구에서 제안되어 온 알고리즘과 다른 새로운 UAV의 장애물 회피기동 알고리즘, 그리고 내결함성 제어 알고리즘에 대해 제안한다. 첫 번째로 UAV의 장애물 회피기동 알고리즘의 경우, quadrotor UAV의 운동방정식을 유도하고 sliding mode control(SMC) 및 Lypunov stability theory-based control(LSTC)를 이용한 추적제어기를 설계하며 실시간 3차원 지역경로 생성 알고리즘을 이용하여 장애물을 피할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 두 번째로 내결함성 제어의 경우, 틸트 가능한 무인항공기(Quad-tilt rotor UAV)를 이용하며 이에 따른 운동방정식 유도, 그리고 SMC 및 LSTC 기반의 최적제어(Optimal control) 알고리즘을 이용하여 두 개의 회전익이 고장 나는 모든 경우에 대해서 모두 안정시킬 수 있는 제어기를 제안한다.
목차
제 1장 서론 1제 2장 장애물 회피기동 42.1 운동방정식 유도 42.2 제어기 설계 62.3 최적 지역 경로 생성 102.4 시뮬레이션 16제 3장 내결함성 제어 213.1 운동방정식 유도 213.2 제어기 설계 233.2.1 제어 조건 243.2.2 최적화 323.3 시뮬레이션 34제 4장 결론 39참고문헌 40감사의 글 43
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