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거리 정보를 이용한 되먹음 선형화 기법 무인기 편대 비행제어
Multi-UAV Formation Based on Feedback Linearization Technique Using Range-Only Measurement 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.15 no.1, 2009년, pp.23 - 30  

김성환 (인하대학교 항공우주공학과) ,  유창경 (인하대학교 항공우주공학과) ,  박춘배 (인하대학교 항공우주공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper addresses how to make a formation of multiple unmanned aerial vehicles (UAVs) using only the relative range information. Since the relative range can easily be measured by an on-board range sensor like the laser range finder, the proposed method does not require any expensive and heavy wi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • A 과。2의 오차가 서로 다르게 나타나 오차를 줄이기 위해 비행 경로 각이 어떻게 바뀌는지 보이기 위한 것이다.
  • 두 번째 경우는 호위기2의 초기위치를 다양하게 설정해, 초기 위치에 따른 제어기의 안정성을 파악하고자 하였다. 이러한 첫 번째와 두 번째 시뮬레이션의 초기조건 설정은 참고문헌[5]의 그림 3과 7의 결과와 경향^이 비슷하다는 것을 보이기 위해 수행하였다.
  • 본 논문에서는 무인기간의 상대 거리 측정치 만을 사용한 편대 비행 제어를 제안한다. 편대 비행의 제어 기법은 비선형 시스템을 되먹임 선형화 기법을 이용하여 선형화하고 비례 미분 제어기법을 적용하였다.
  • 본 논문에서는 입출력 되먹임 선형화 기법을 적용하여 리 및 거리변화율 정보 만을 이용한 편대비행 제어기를 제안하였다. 제안된 편대제어기는 편대 내의 목표점으로의 접근과 위치 유지를 모두 하나의 제어기로 수행할 수 있다.
  • 이때 선두기와 호위기의 비행속도는 변화하지 않고, 선두기와 호위기 1의 편대비행도 계속 유지된다고 가정하였다. 이 시뮬레이션은 선두기의 기동에 따라, 제안된 제어기의 성능이 어떻게 변화하는 가를 파악하기 위한 것이다. 이러한 선두기와 호위기1의 기동은 최초 60초 동안 지속되고 나머지 40초는 원래의 등속직선비행을 하도록 설정되었다.
  • 때문에 처음 문제를 설정하는 단계에서 이점을 제외시키기 위한 조건으로 3)의 가정이 요구된다. 이렇게 정의된 세가지 가정을 기반으로 호위기 3을 초기 위치로부터 목표점으로 유도하는 것이 본 논문의 문제이다.

가설 설정

  • 1) 선두기는 기동을 하지 않는 등속 수평비행을 한다.
  • 2) 호위기1은 자신의 위치를 확고히 고수한다.
  • 3) 호위기2의 초기위치는 pc 연장선 아래 영역으로 제한한다.
  • 2;") 을 입력한 경우에 대한 것이다. 이때 선두기와 호위기의 비행속도는 변화하지 않고, 선두기와 호위기 1의 편대비행도 계속 유지된다고 가정하였다. 이 시뮬레이션은 선두기의 기동에 따라, 제안된 제어기의 성능이 어떻게 변화하는 가를 파악하기 위한 것이다.
  • 편대 비행에 관한 비선형 운동 방정식의 유도에 앞서 다음세 가지를 가정한다.
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참고문헌 (8)

  1. S. J. Lee, J. H. Cho, S. W. Lee, and J. S. Cho, ''N\llllerical Study on the Aerodynamic Characteristics ofWmgs on the Formation Flight," Journal of The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, vol. 35, no. 1, pp. 18-26,2001 

  2. F. Guilietti, L. Pollini, and M. Irmocenti, "Autonomous Fonnation Flight," IEEE Control System Magazine, vol. 20, no.6, pp. 34-44, 2000 

  3. M. Pachter, J. 1. D' AmJ, and A. W. Proud, "Tight Formation Flight Control, " Journal of Guidmzce, Control and Dynamics,vol. 24, no. 2, pp. 246-254, 2001 

  4. P. Binetti, K. B. Ariyur, M. Krstic,and F.Bemelli, "FormationFlightOptimization Using Extrem\llll Seeking Feedback,"Journal of Guidance, Control, and Dynamics, vol. 26, no. 1,2003 

  5. M. J. Tahk, C. S. Park, and C. K. Ryoo, "Line-of-Sight Guidance Laws for Fonnation Flight," Journal qfGuidance, Control, and Dynamics, vol. 28, no. 4, pp. 108-116,2005 

  6. 하철근, 최형식, "특이섭동법을 이용한 비행체 자동 착륙 착륙 유도제어 알고리즘 설계 제어 · 자동화 · 시스템공학 논문지",제11 권 제8호-, pp. 726-732, Aug. 2005 

  7. C. K. Ryoo, Y. H. Kim, and M. 1. Tahk, "Optimal UAV Formation Guidance Laws with Tnning constraint," In/emotion-alJournalofSystem Science, vol. 36, no. 6, pp.415-427, 2006 

  8. J H. K. Khalil, Nonlinear Systems, 3rd ed., Prentice-Hall, 2002 

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