PUKYONG

센서 융합 칼만필터를 이용한 Quad-Copter 자동 호버링 제어기 설계

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Alternative Title
Quad-Copter Controller Design for Its Automatic Hovering Using Fusion Kalman Filter Sensor
Abstract
This paper proposed Quad-Copter controller designed using fusion Kalman filter sensor for its automatic hovering. Quad-Copter is useful to use at dangerous places and disaster area. It consists of body frame, flying part, fusion angle sensors and control system. It is able to move using four blades’ interference. Dynamic modeling of the Quad-Copter is presented using Lagrangian equation. Sensor part consists of altimeter and Fusion Kalman sensor. The altimeter is to measure the altitude of the Quad-Copter. The fusion Kalman sensor is soft sensor fused with Kalman filter algorithm and gyro sensor accelerometer and geomagnetic sensor. The fusion Kalman filter sensor is to create optimum angles of roll, pitch and yaw of the Quad-Copter. Using these sensors, PID control methods are proposed and are applied to control the Quad-Copter’s attitude and altitude for hovering. Finally, the simulation and experimental results are presented to prove the effectiveness and the applicability to the practical fields of the fusion angle sensor and the presented PID controller.
Author(s)
김서광
Issued Date
2012
Awarded Date
2012. 2
Type
Dissertation
Keyword
Quad-Copter Kalman Filter
Publisher
부경대학교 대학원
URI
https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/9029
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001965545
Alternative Author(s)
Kim, Seo Kwang
Affiliation
부경대학교
Department
대학원 메카트로닉스공학협동과정
Advisor
김상봉
Table Of Contents
목 차 ⅰ

Abstract ⅲ

제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 및 동기 1
1.2 연구 방법 및 목적 5
1.3 연구의 구성 및 내용 6

제 2 장 Quad-Copter 시스템구성 및 동작원리 8
2.1 Quad-Copter 시스템 구성 및 제원 8
2.2 Quad-Copter 제어시스템의 구성 13
2.3 Quad-Copter 자세 제어 및 이동원리 15
2.3.1 정지비행(Hovering) 제어원리 16
2.3.2 Rolling, Pitching 제어 및 이동원리 18
2.3.3 Yawing 제어원리 19

제 3장 Roll, Pitch, Yaw 측정을 위한 센서융합 칼만필터 21
3.1 자이로 센서의 특징 21
3.2 가속도 센서의 특징 24
3.3 지자기 센서의 특징 27
3.4 센서 융합 칼만필터 설계 29
3.5 칼만필터 성능 실험 36

제 4 장 Quad-Copter 모델링 및 제어기 설계 39
4.1 Quad-Copter 동역학적 모델링 41
4.2 PID 제어기 47

제 5 장 시뮬레이션 및 실험 결과 50
5.1 시뮬레이션 50
5.1.1 시뮬레이션 결과 51
5.2 실험 64
5.2.1 실험결과 65

제 6 장 결론 68

References 71

Publications and Conferences 77

부 록 79

감사의 글 85
Degree
Master
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대학원 > 메카트로닉스공학협동과정
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