Core Concepts
본 연구는 L1 적응 제어와 최적화 기반 프로펠러 손상 추정 기법을 결합하여 쿼드로터의 안전하고 강인한 비행 성능을 보장하는 통합 제어 체계를 제안한다.
Abstract
본 연구는 쿼드로터의 프로펠러 손상 추정 및 보상을 위한 통합 제어 체계를 제안한다.
먼저, L1 적응 제어기를 통해 프로펠러 손상으로 인한 외란을 실시간으로 추정하고 보상한다.
이와 함께 최적화 기반 프로펠러 손상 추정 기법을 개발하여 개별 프로펠러의 손상 정도를 정량화한다.
이 두 가지 기술을 결합하여 프로펠러 손상 수준에 따라 적응형 제어와 고장 허용 제어 간 자동 전환이 가능한 통합 제어 체계를 구현하였다.
실험 결과, 제안된 방법은 프로펠러 손상 수준이 40% 미만일 때 우수한 추적 성능을 보이며, 손상이 심각해지면 고장 허용 제어로 안전하게 전환할 수 있음을 확인하였다.
Stats
프로펠러 손상 수준이 0%, 20%, 40%, 60%일 때 각 축의 RMSE 추적 오차는 다음과 같다:
12초 비행 시 (최대 속도 0.5 m/s):
x축 오차: 0.031 m, 0.017 m, 0.020 m, 0.207 m
y축 오차: 0.070 m, 0.062 m, 0.030 m, 0.358 m
z축 오차: 0.002 m, 0.002 m, 0.003 m, 0.005 m
8초 비행 시 (최대 속도 0.8 m/s):
x축 오차: 0.037 m, 0.031 m, 0.032 m, 0.208 m
y축 오차: 0.064 m, 0.064 m, 0.048 m, 0.384 m
z축 오차: 0.002 m, 0.004 m, 0.003 m, 0.007 m
5초 비행 시 (최대 속도 1.1 m/s):
x축 오차: 0.045 m, 0.060 m, 0.046 m, 0.204 m
y축 오차: 0.079 m, 0.072 m, 0.047 m, 0.406 m
z축 오차: 0.003 m, 0.005 m, 0.003 m, 0.009 m
Quotes
"본 연구는 L1 적응 제어와 최적화 기반 프로펠러 손상 추정 기법을 결합하여 쿼드로터의 안전하고 강인한 비행 성능을 보장하는 통합 제어 체계를 제안한다."
"제안된 방법은 프로펠러 손상 수준이 40% 미만일 때 우수한 추적 성능을 보이며, 손상이 심각해지면 고장 허용 제어로 안전하게 전환할 수 있음을 확인하였다."