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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최호림
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수22
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쿼드로터 시스템의 강인한 제어를 위해 다양한 비선형 제어기법을 적용하는 연구가 진행되어 왔다. 대표적인 비선형 제어 기법인 슬라이딩 모드 제어기는 시스템의 상태를 슬라이딩 평면상에 구속시킴으로써 불확실한 시변 파라미터 및 외란에 대한 시스템의 강인성을 보장한다. 하지만 슬라이딩 모드 제어의 경우 입력의 부호함수로 인해 입력에 떨림이 발생하는 채터링(Chattering)이 발생하게 된다. 본 논문에서는 입력의 부호함수를 연속함수인 saturation함수로 대체함으로써 입력의 채터링을 줄이며, saturation함수 사용으로 인해 발생하는 스위칭 되는 경계 안에서의 강인성 확보를 위해 슬라이딩 평면에 이득 조절 요소 가 추가된 -슬라이딩 모드 제어기를 제안한다. 또한, 구간별 상수 또는 시간에 대해 느리게 변화하는 불확실한 시변 무게에 대한 완전한 고도 회복을 위해 적분기를 추가한 적분 -슬라이딩 모드 제어기를 제안한다. 제안된 제어기는 불확실한 시변 무게 및 외란을 가진 쿼드로터 시스템에 적용되어, 폐루프 시스템에 대한 Lyapunov 안정성 분석을 통해 스위칭 되는 경계 내, 외부를 구분하여 분석한다. 이를 통해, 각 제어 이득에 대한 결정 범위 및 시스템의 최종 수렴 범위를 유도한다. 최종적으로, 시스템의 허용 한도 내에서 이득 조절 요소 의 조절을 통해 시스템 출력을 능동적으로 조절 가능함을 보이며, 적분기의 추가로 인해 구간별 상수, 시간에 대해 느리게 변화하는 불확실한 시변 무게 및 외란에 대해 최종 수렴 범위를 매우 작게 만들 수 있음을 보인다. 제안된 제어기의 성능은 MATALB Simulink를 이용한 시뮬레이션 및 실제 쿼드로터에 적용한 실험을 통해 검증한다.
목차
I. 서론 11.1 연구 배경 11.2 문제의 정의 31.3 쿼드로터 시스템의 수학적 모델링 71.4 논문의 구성 13II. 불확실한 시변 무게 및 외란을 가지는 쿼드로터 시스템의 슬라이딩 모드 제어기 설계 및 분석 142.1 γ-슬라이딩 모드 제어기 설계 및 분석 142.1.1 고도 제어기 설계 및 분석 142.1.2 자세 제어기 설계 및 분석 192.2 시뮬레이션 232.3 실험 결과 26Ⅲ. 불확실한 시변 무게 및 외란을 가지는 쿼드로터 시스템의 적분 슬라이딩 모드 제어기 설계 및 분석 323.1 적분 γ-슬라이딩 모드 제어기 설계 및 분석 323.1.1 고도 제어기 설계 및 분석 323.1.2 자세 제어기 설계 및 분석 393.2 시뮬레이션 453.3 실험 결과 51IV. 결론 61참고문헌 62ABSTRACT 65감사의 글 67
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