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NTIS 바로가기전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.59 no.7, 2010년, pp.1309 - 1313
In this paper, we propose a novel guidance law for controlling an UAV(Unmanned Air-Vehicle) to follow a reference line in vertical plane. A kinematics model representing the relative motion of the UAV to the reference line is derived. And then LQR(Linear Quadratic Regulator) theory is applied to the...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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비례-미분 형태의 제어기를 이득계획법으로 설계하는 방식은 어떻게 이루어져 있는가? | 일반적으로 무인비행체(Unmanned Air Vehicle)의 고도를 제어하기 위해 많이 이용되어 온 방법은 비행체의 다양한 비행 조건(Flight Condition)에 따라 비례-미분 형태(Proportional-Derivative)의 제어기를 이득계획법(Gain Scheduling)으로 설계하는 방식이다. 즉, 비행체의 운용상황을 고려하여 비행 조건에 따라 다수의 설계점을 선정하고, 이 설계점에서의 비행체의 운동역학 모델에 대하여 적합한 제어기 이득을 계산하고, 이득계획법에 따라 이 이득들을 적절히 조합하여 현재 비행조건에 맞는 제어이득을 결정하는 방식이다. 그러나 이 방법을 적용하기 위해서는 여러가지 비행조건을 고려하여 방대한 양의 설계점을 결정하고 이 설계점 각각에 대하여 비례미분 제어기를 설계해야 하는 번거로움이 있을 뿐 아니라, 대부분의 경우에 각각의 설계점에서 설계된 제어기가 어느 정도의 비행환경 변화에 대해서 안정성을 보장할 수 있는지에 대한 논리적인 판단 근거를 제공하지 못하고 단순히 경험적인 근거에만 의존해야 하는 문제점이 있었다. | |
이득계획법으로 설계하는 방식에는 어떤 문제점이 있었는가? | 즉, 비행체의 운용상황을 고려하여 비행 조건에 따라 다수의 설계점을 선정하고, 이 설계점에서의 비행체의 운동역학 모델에 대하여 적합한 제어기 이득을 계산하고, 이득계획법에 따라 이 이득들을 적절히 조합하여 현재 비행조건에 맞는 제어이득을 결정하는 방식이다. 그러나 이 방법을 적용하기 위해서는 여러가지 비행조건을 고려하여 방대한 양의 설계점을 결정하고 이 설계점 각각에 대하여 비례미분 제어기를 설계해야 하는 번거로움이 있을 뿐 아니라, 대부분의 경우에 각각의 설계점에서 설계된 제어기가 어느 정도의 비행환경 변화에 대해서 안정성을 보장할 수 있는지에 대한 논리적인 판단 근거를 제공하지 못하고 단순히 경험적인 근거에만 의존해야 하는 문제점이 있었다. 또한, 이득계획법을 실행함에 있어서도 어떤 비행조건 변화를 어떤 형태로 보간하는 것이 적합한지에 대한 체계적인 연구결과도 충분히 발표되지 않았으며, 인접한 비행조건에 대하여 선형적으로 제어이득을 보간하여 이용하는 방법이 일반적으로 적용되어 왔다. | |
무인비행체의 고도를 제어하기 위해 설계해온 방식은 무엇인가? | 일반적으로 무인비행체(Unmanned Air Vehicle)의 고도를 제어하기 위해 많이 이용되어 온 방법은 비행체의 다양한 비행 조건(Flight Condition)에 따라 비례-미분 형태(Proportional-Derivative)의 제어기를 이득계획법(Gain Scheduling)으로 설계하는 방식이다. 즉, 비행체의 운용상황을 고려하여 비행 조건에 따라 다수의 설계점을 선정하고, 이 설계점에서의 비행체의 운동역학 모델에 대하여 적합한 제어기 이득을 계산하고, 이득계획법에 따라 이 이득들을 적절히 조합하여 현재 비행조건에 맞는 제어이득을 결정하는 방식이다. |
IckHo Whang, TaeWon Hwang, "Horizontal Waypoint Guidance Design Using Optimal Control", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 38, No. 3, pp. 1116-1120, 2002.
W. L. Brogan, Modern Control Theory , Printice Hall Inc., 1991
B.D.O. Anderson & J.B. Moore, Linear Optimal Control, Prentice-Hall Inc., 1971
M.A. Anderson & A.C. Robbins, "Formation Flight as a Cooperative Game", AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, Vol. 1, pp 244-251, Boston, MA, August 10-12, 1998.
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