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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이인호
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수23
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본 논문에서는 선박 환경에서 쿼드콥터의 이착륙을 위한 랜딩 플랫폼을 제안한다. 파도와 바람이 부는 선박 환경에서는 착륙 시 접촉 충격과 과도한 경사로 항공기가 전복될 위험이 있다. 이 랜딩기어 시스템은 균형을 유지하고 충격 완화를 위해 쿼드콥터 아래에 4개의 다리가 구성되었다. 선박에서 쿼드콥터의 균형제어를 하기 위해서 각 레그의 엔드이펙터의 위치를 PID 제어를 통해 결정하였다. 그리고 쿼드콥터가 착륙을 위해 선박에 접지를 할 때와 다리가 빠르게 움직일 때 주로 충격이 발생 하였다. 따라서 충격과 노이즈를 대처하기 위해 임피던스 제어를 적용하였다. 그리고 힘센서 및 IMU 센서에서 발생하는 노이즈를 완화하기 위해 추정기를 추가하여 노이즈에 강인하도록 설계 하였다. 예상치 못한 선박의 큰 흔들림에 대해서 복원력을 높여 기체가 뒤집히지 않도록 만들어 주는 항 전복 제어역시 설계 되었다. 착륙 플랫폼의 성능을 확인하기 위해 선박의 크기를 특정하고, 3개의 파도 상태에서 시뮬레이션 및 프로토타입으로 실험을 진행 하였다. 각 실험을 통해서 착륙 및 선박의 기울기를 추종하면서 내/외부에서 발생하는 진동은 임피던스 제어기에 의해 완화되고 센서 노이즈를 역시 완화하는 것을 증명하였다.
목차
1. 서론 12. 랜딩 플랫폼 개요 52.1. 레그 설계 52.2. 하드웨어 구성 82.3. 비행 상황에 대한 모드 102.3.1. 비행 모드 112.3.2. 이착륙 모드 122.3.3. 수평 유지 모드 123. 동역학 모델 133.1. 랜딩 플랫폼 구조 133.2. 기구학 153.3. 동역학 방정식 204. 제어 알고리즘 234.1. PID 제어 244.2. 레그 제어 254.3. 임피던스 제어 294.4. 상태 추정기 324.5. 항 전복 제어 365. 실험 385.1. 실험 환경 385.1.1. 선박 운동 환경 395.1.2. 접촉 모델 405.1.3. 랜딩 플랫폼 스팩 및 파라미터 415.2. 임피던스제어 실험 445.3. 추정기 실험 475.3.1. 시간 응답 485.3.2. 근궤적 515.4. 위상 지연 제어 실험 525.5. 항 전복 제어 실험 535.6. 착륙 실험 556. 결론 58
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