$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

사이클릭 피치제어가 가능한 쿼드로터 항공기의 운동특성 분석과 LQR 제어
Analysis on Dynamic Characteristics and LQR Control of a Quadrotor Aircraft with Cyclic Pitch 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.41 no.3, 2013년, pp.217 - 225  

조성범 (Department of Aerospace Engineering, Inha University) ,  장세아 (Department of Aerospace Engineering, Inha University) ,  최기영 (Department of Aerospace Engineering, Inha University)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

통상적인 쿼드로터 항공기는 네 개 로터의 회전 속도에 의한 추력 벡터의 크기를 조절하여 자세를 제어한다. 본 연구에서는 기존에 개발된 쿼드로터 항공기의 단점을 개선하기 위해서 사이클릭 피치 제어가 가능한 쿼드로터 항공기를 설계하였다. 콜렉티브와 사이클릭 제어를 사용하는 쿼드로터 항공기는 각 로터의 회전속도를 모두 동일하게 유지함으로써 진동에 의한 구조적인 문제를 해소할 수 있으며, 12개의 자유도를 가지므로 다양한 자세에서의 비행이 가능하기 때문에 자동 비행과 실용적 임무가 가능한 고성능 항공기로서 적합하다. 본 연구에서 개발하는 쿼드로터 항공기의 모델링은 FLIGHTLAB을 이용하여 비선형 모델을 구성하였으며, 각 비행 조건에서의 선형 모델을 이용하여 LQR 제어기 설계 및 비선형 시뮬레이션을 통해 제어기의 성능을 검증하였다. 본 논문은 사이클릭 피치 제어가 가능한 쿼드로터의 모델링 및 시뮬레이션 결과를 보여준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Typical quadrotor aircraft use four differential thrust vectors to control the motion. In this study, we design a quadrotor aircraft using collective and cyclic control to improve the shortcomings of existing quadrotor aircraft. The quadrotor aircraft with cyclic control can fly at various attitudes...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 사이클릭 제어가 가능한 쿼드로터 항공기의 개발을 위해 선정한 설계 요구 조건에 만족하는 쿼드로터 항공기를 설계하고, FLIGHTLAB을 이용하여 비선형 모델링과 안정성 해석을 수행하였다. 또한 선형 모델을 바탕으로 LQR 제어기를 설계하였으며, 이에 대한 선형 시뮬레이션과 비선형 시뮬레이션을 통해 제어기의 성능을 확인하였다.
  • 본 연구의 목적은 수직이착륙과 제자리 비행, 자동 비행이 가능한 무인항공기의 개발이다. Fig.
  • 본 연구의 최종 목표는 기존에 개발된 쿼드로터 항공기의 단점을 보완하기 위해 콜렉티브와 함께 사이클릭 제어가 가능한 쿼드로터 항공기를 개발하는 것이다. 일반적인 회전익 항공기에서 사용하는 콜렉티브와 사이클릭 제어의 장점을 이용함으로써, 기존의 쿼드로터 항공기에 비해 많은 자유도를 가짐으로써 자유로운 비행의 제어가 가능하도록 하는 것을 목표로 하고 있다.
  • 본 연구의 최종 목표는 기존에 개발된 쿼드로터 항공기의 단점을 보완하기 위해 콜렉티브와 함께 사이클릭 제어가 가능한 쿼드로터 항공기를 개발하는 것이다. 일반적인 회전익 항공기에서 사용하는 콜렉티브와 사이클릭 제어의 장점을 이용함으로써, 기존의 쿼드로터 항공기에 비해 많은 자유도를 가짐으로써 자유로운 비행의 제어가 가능하도록 하는 것을 목표로 하고 있다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
쿼드로터 항공기의 자세 제어 방법은? 통상적인 쿼드로터 항공기는 네 개 로터의 회전 속도에 의한 추력 벡터의 크기를 조절하여 자세를 제어한다. 본 연구에서는 기존에 개발된 쿼드로터 항공기의 단점을 개선하기 위해서 사이클릭 피치 제어가 가능한 쿼드로터 항공기를 설계하였다.
회전익 항공기의 장점은? 소형 무인항공기가 개발되고 여러 분야에서 운용되면서 나타나는 고정익 무인 항공기의 단점을 보완하기 위해서, 운용의 편의성이 뛰어난 회전익 항공기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 다른 유형의 항공기와는 달리 회전익 항공기는 수직이착륙이 가능하고, 고정익 항공기에 비해 저속 성능이 우수하여 고정익 항공기로는 불가능하거나 어려운 임무의 수행이 가능하다.
보편적으로 운용되고 있는 쿼드로터 항공기의 자세 제어 방법의 단점은? 현재 보편적으로 운용되고 있는 쿼드로터 항공기는 피치가 고정된 4개 로터의 회전속도를 개별적으로 조절하여 자세를 제어한다. 이러한 방식의 경우 각 로터의 회전속도가 다르기 때문에 큰 유상하중을 얻기 위해 블레이드의 크기가 증가하게 되면 그에 따라 진동에 취약해지므로 대형화에 한계가 있다. 또한 4개의 자유도만을 가지므로 다양한 비행 자세나 방향을 제어하기 힘들기 때문에 다양한 비행 환경에서 좋은 성능을 기대하기 어렵다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (4)

  1. Bouabdallah, S., Murrieri, P., Siegwart, R., "Design and control of an indoor micro quadrotor", Robotics and Automation, 2004. Proceedings. ICRA '04. 2004. IEEE International Conference. 

  2. J. G. Leishman, The Breguet-Richet Quad-Rotor Helicopter of 1907. http://www.enae.umd.edu/AGRC/Aero/Breguet.pdf. 

  3. Arda Ozgur Kivrak, "Design of control systems for a quadrotor flight vehicle equipped with inertial sensors", Master's Thesis, Atilim University, 2006. 

  4. FLIGHTLAB Model Editor manual. Advanced Rotorcraft Technology. Inc. 2008. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로