쿼드로터의 자율비행 제어에 관한 연구
- Abstract
- In comparison with manless airplane with wings, the application range of Quadrotor is very great as the manless airplane because of the superior mobility such as Hovering. However, Quadrotor can control the location of flight vehicle with the speed control of 4 rotors, it has a weakness to be week for external disturbance such as wind, so it's not easy to control actual autonomous flight.
This paper intends to realize autonomous flight control of Quadrotor which can endure disturbance. For it, Quadrotor's dynamic model including 4 rotors and IMU(Inertial Measurement Unit) is induced and based on it, PID controller is designed and its simulation and flight test are conducted. In addition, the optimal controller(LQ) is designed based on the linearized dynamic model induced before and the flight vehicle's states for the LQ controller are observed by the Kalman filter. And then, the autonomous flight control which is strong for modeling error and disturbance is realized.
- Author(s)
- 김민
- Issued Date
- 2012
- Awarded Date
- 2012. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/25291
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001965174
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 제어계측공학과
- Advisor
- 변기식
- Table Of Contents
- 목차 ⅰ
Abstract ⅲ
제 1 장 서론
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 2
제 2 장 쿼드로터의 설계
2.1 쿼드로터의 개요 4
2.2 쿼드로터의 제원 6
2.3 프로펠러 8
2.4 모터와 전자속도제어기(ESC) 9
2.5 마이크로 컨트롤러 10
2.6 센서 11
제 3 장 동역학 모델
3.1 시스템 동역학 13
3.2 운동방정식과 오일러각 16
3.3 모터-프로펠러의 모델링 18
3.4 관성 모멘트 22
3.5 센서 융합 자세 측정 24
제 4 장 제어기 설계 29
4.1 PID 제어기 설계 29
4.2 최적레귤레이터(LQR) 설계 33
4.2.1 상태공간시스템 선형화 33
4.2.2 최적레귤레이터(LQR) 37
제 5 장 쿼드로터의 운동 성능 시험 41
5.1 PID 제어기 시뮬레이션 42
5.2 최적레귤레이터(LQR) 제어기 시뮬레이션 46
5.3 쿼드로터의 자세제어 성능 시험 51
제 6 장 결론 58
참고문헌 59
감사의 글 60
- Degree
- Master
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