• 제목/요약/키워드: 3-DOF Helicopter System

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3-자유도 헬리콥터 시스템의 입자군집최적화 기법을 이용한 시스템 식별 (A Study on Identification using Particle Swarm Optimization for 3-DOF Helicopter System)

  • 이호운;김태우;김태형
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.105-110
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    • 2015
  • 본 연구는 Quanser사의 3-자유도 헬리콥터 시스템에 대한 종래의 선형 수리 모델을 개선한 수리 모델을 제안하고, 실험을 통해 제안된 수리 모델을 기반으로 설계된 제어기의 제어 성능을 종래의 수리 모델을 기반으로 설계된 제어기의 제어 성능과 비교함으로써 그 타당성을 검증한다. 이에 대한 연구 진행 과정은 다음과 같다. 첫째, 3-자유도 헬리콥터 시스템의 동 특성을 분석하고, 종래의 선형 수리 모델을 구축한다. 둘째, 종래의 수리 모델의 구축을 위해 수행된 선형화 과정에서 제거된 비선형적 요소들을 파악한다. 그리고 이 제거된 비선형적 요소들에 대응하는 파라미터들을 추가하여 개선된 수리 모델을 구축한다. 이 때, 수리 모델을 구축하기 위해 메타 휴리스틱 전역 최적화 기법인 입자군집최적화 알고리즘을 이용한다. 마지막으로, 제안된 모델을 기반으로 제어기를 설계하고, 이를 종래의 수리 모델을 기반으로 설계된 제어기의 제어 성능을 비교하여 제안된 수리 모델의 타당성을 검증한다.

3-DOF Attitude Control of a Model Helicopter based on Explicit Decoupling and Adaptive Control Scheme

  • Park, M.S.;S.K. Hong
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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    • pp.85.6-85
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    • 2001
  • This paper describes a 3-DOF attitude control of a small model helicopter in hover through explicit decoupling and adaptive control scheme. A model helicopter mounted on gimbal-stand is considered as a system that has 3 independent SISO systems representing motions about roll, pitch and yaw axis and these subsystems are identified from the test flight data. In this consideration, the contribution of others to yaw channel is neglected since it is relatively small. Two PID controllers based on Ziegler-Nichols method are designed for roll pitch channels independently. Also, adaptive fuzzy tuner is designed and applied to those PID controllers to cope with coupling effects between each channel and system uncertainties due to variation of engine RPM. The experimental results show that the attitude control ...

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Minimal Order LQG/LTR 기법에 의한 모형헬리콥터의 정지비행 자세제어 (Hovering Flight Control for a Model Helicopter using the Minimal-Order LQG/LTR Technique)

  • 양준선;한권희;이자성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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    • pp.457-459
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    • 1998
  • This paper presents a 3-DOF hovering flight controller for a model helicopter using the minimal order LQG/LTR technique. A model helicopter is an unstable multi-input multi-output nonlinear system strongly exposed to disturbances, so a robust multi-variable control theory should be applied to control it. The minimal order LQG/LTR technique which uses a reduced-order observer in the LTR procedure is used to design the controller. Performances for the 3-DOF hovering flight controller are evaluated through computer simulations.

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퍼지 동조 PID 제어기를 이용한 모형 헬리콥터의 개선된 3자유도 자세제어 (Improved 3-DOF Attitude Control of a Model Helicopter using Fuzzy-Tuning PID Controller)

  • 박문수;박덕기;정원재;김병두;홍석교
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2470-2472
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    • 2001
  • This paper describes the application of a fuzzy-tuning PID controller to a 3-DOF attitude control of a small model helicopter in hover for the compensation of coupling effects between each axis and system uncertainties due to the variation of engine RPM. A Low-level PID controller is designed by Ziegler-Nichols method and its gains are tuned by a high-level fuzzy system based on error states and its time derivatives. The experimental results show that the attitude control performance of fuzzy-tuning PID controller is improved comparing with that of a Ziegler-Nichols PID controller and fuzzy controller.

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모형 헬리콥터 정지비행제어에 관한 연구 (A Study on Hovering Flight Control for a Model Helicopter)

  • 심현철;이은호;이교일
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.1399-1411
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    • 1994
  • A model helicopter has more versatile flight capability than the fixed-wing aircraft and it can be used as an unmaned vehicle in hazardous area. A helicopter, similar to other aircrafts, is an unstable, multi-input multi-output nonlinear system exposed to strong disturbance. So it should be controlled by robust control theories that can be applied to multivariable systems. In this study, motion equations of hovering are established, linearized and transformed into a state equation form. Various parameters are measured and calculated in other to obtain the stability derivatives in the state equation. Hovering flight controller is designed using the digital LQG/LTR(Linear Quadratic Gaussian/Loop Transfer Recovery) control theory. The designed controller is tested by the nonlinear simulations and implemented on an IBM-PC/386. Experiments were carried out on a model helicopter attached to the 3-DOF gimbal. The designed controller showed satisfactory hovering capability to maintain the hovering for more than 40 seconds.