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지능형 액추에이터와 제어면 재분배를 이용한 무인항공기 고장대처 제어시스템
Fault-Tolerant Control System for Unmanned Aerial Vehicle Using Smart Actuators and Control Allocation 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.17 no.10, 2011년, pp.967 - 982  

양인석 (경북대학교 국방수중통신) ,  김지연 (경북대학교 대학원 전자전기컴퓨터학부) ,  이동익 (경북대학교 IT대학)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a FTNCS (Fault-Tolerant Networked Control System) that can tolerate control surface failure and packet delay/loss in an UAV (Unmanned Aerial Vehicle). The proposed method utilizes the benefits of self-diagnosis by smart actuators along with the control allocation technique. A sma...

주제어

#fault tolerant control   #networked control system   #control allocation   #Lagrange interpolation   #unmanned aerial vehicle  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현대 무인항공기의 적용범위는? 현대 무인항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)의 적용범위는 위험지역의 정찰 · 감시 임무에 그치지 않고 직접 전투를 수행하는 단계로 발전되고 있으며, 과학탐사와 같은 민간 연구분야까지 확대되고 있는 추세다. UAV 관련 세계시장 규모는 연평균 12.
네트워크 기반 고장대처제어 시스템의 특징은? 본 논문에서는 UAV의 액추에이터 고장 및 전송지연/패킷 분실에 대처할 수 있는 네트워크 기반 고장대처제어 시스템을 제안하였다. 제안한 방법은 지능형 액추에이터의 자체진단 기능과 제어면 재분배 기법을 기반으로 설계하였다. 지능형 액추에이터는 임베디드 프로세서를 이용한 자체진단 및 양방향 통신을 통해서 액추에이터 상태정보를 제공할 수 있도록 설계하였다. 제안된 액추에이터 고장대처 기법은 먼저 지능형 액추에이터의 자체진단에 의한 상태정보를 시스템 관리자(supervisor)로 전송하며, 이어서 고장으로 손실된 액추에이터의 기능을 보상할 수 있도록 이 정보를 이용하여 여분의 액추에이터를 재분배한다. 본 논문에서는 액추에이터 고장대처뿐 아니라 네트워크 기반 제어시스템에서 문제가 될수 있는 전송지연/패킷 분실 보상 알고리즘을 함께 제시하였다.
CA란? 지난 20여년에 걸쳐 매우 다양한 FTC 기법이 연구되었는데, 그 중에서 제어면 재 분배(CA: Control Allocation) 기법은 다수의 액추에이터를 갖는 항공기의 고장대처에 효과적인 것으로 인식되고 있다[7-10]. CA는 시스템의 상태변수 개수보다 많은 액추에이터를 효과적으로 재분배하여 시스템의 요구성능을 만족시킬 수있도록 액추에이터를 관리하는 기법이다. 즉 기동성능을 향상시키기 위해서 여분의 제어면이 추가된 항공기의 경우, 고장으로 손실된 액추에이터의 기능을 상쇄하고 비행제어 요구성능을 만족할 수 있도록 가상의 입력에 대하여 여분의 제어면을 적절히 재분배함으로써 고장에 대처할 수 있다.
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참고문헌 (25)

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  2. 강영신, 박범진, 유창선, "무인항공기의 제어기술개발 동향," 항공우주산업기술동향, 제4권 제2호, pp. 55-67, 2006. 

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  3. D. Briere, C. Favre, and P. Traverse, "A family of fault-tolerant systems: electrical flight controls, from Airbus A320/330/340 to future military transport aircraft," Microprocessors and Microsystems, vol. 19, no. 2, pp. 75-82, 1995. 

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  24. D. Enns, D. Bugajski, R. Hendrick, and G. Stein, "Dynamic inversion: an evolving methodology for flight control design," Int. J. Cont., vol. 59, no. 1, pp. 71-91, 1994. 

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  25. "Military Standard Flying Qualities of Piloted Aircraft," Mil-STD-1797A, Jan. 1990. 

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