곤충모방 날갯짓 비행체의 LQ 제어기 설계

김성근; 김인래; 김승균; 석진영

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김성근 (한화시스템 전자광학.PGM연구소) 김인래 (충남대학교 항공우주공학과) 김승균 (충남대학교 항공우주공학과) 석진영 (충남대학교 항공우주공학과)

저널정보: 한국항행학회 한국항행학회논문지 한국항행학회논문지 제21권 제5호

발행연도: 2017.1

수록면: 450 - 458 (9page)

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본 연구에서는 곤충모방 날갯짓 비행체의 모델링과 제자리비행을 위한 자세제어 및 고도제어기를 설계하여 동역학 모델을 이용한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 곤충모방 날갯짓 비행체의 간략화한 날갯짓 운동, 날갯짓의 병진운동 및 회전운동에 대한 공력, 동체 동역학에 대해 수치모델링을 수행하였다. 제자리비행 자세제어를 위해 날갯짓 비행체가 가지는 시변 비선형 시스템을 선형화하여 설계한 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어기법을 통하여 자세안정화를 적용하였으며 PID 제어기법을 통해 고도제어를 수행하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 설계된 모델과 제어기의 성능을 확인하였으며 제자리비행을 위한 자세안정화 및 고도 제어가 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다. 또한 날갯짓에 의해 발생하는 주기적인 피칭 모멘트를 주기적인 제어입력을 통해 임계 안정하도록 자세 안정화를 수행하는 것을 확인 하였다.

#Flapping Wing #Insect-mimicking #Modeling #Flapping micro aerial vehicle #Linear quadratic regulator control

참고문헌 (21)

참고문헌 신청

이재문 / 2005 / 중량 20그램의 초소형 날갯짓 비행체 개발 / 한국항공우주학회지 33(10):82~92

Y.M. Kevin / 2013 / Controlled flight of a biologically inspired, insect-scale robot / Science 340(6132):603~607

X. Deng / 2006 / Flapping flight for biomimetic robotic insects: Part I-system modeling / IEEE Transactions on Robotics 22(4):776~788

J.P. Whitney / Aeromechanics of passive rotation in flapping flight / Journal of Fluid Mechanics 660:197~220

C.T. Orlowski / 2011 / Modeling and Simulation of Nonlinear Dynamics of Flapping Wing Micro Air Vehicles / AIAA Journal 49(8):969~981

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