세종대학교 항공우주공학과 유도항법제어연구실

Slides:



Advertisements
Similar presentations
자동 제어 Sun Moon University 1 of 17 자동제어 목 차 강의 개요 Ch.10 주파수 응답 기법 Ch. 8 근궤적 기법.
Advertisements

Made by 주례 없는 결혼식♥ 대본 사회 : 홍길동.
기초 디자인 프로젝트 ( Foundation for Electronics System Design ) S G Sogang Univ. Robot & Vision Lab. September 2007 Byung-Sung Kim 모터 구동.
EMLAB Modeling of Digital Communication Systems using Simulink Chap2. Sinusoidal Simulink Model Chap3. Digital Communications BER Performance in AWGN (BPSK.
전남행복수업 design 독서ㆍ토론 수업 지원 자료 활용 목포유달초등학교 김미향.
연관규칙기법과 분류모형을 결합한 상품 추천 시스템:
전남행복수업 design, 독서·토론수업 연구의 개요를 말씀드리겠습니다..
디지털 제어 Sun Moon University 1 of 19 목 차 9. Frequency response analysis Kyoung-Chul DIGITAL CONTROL.
이산시스템의 모델 담당교수 : 정보통신공학과 고경철 교수 (cp) ( ) 홈페이지 :
Sequence Control -Introduction-
Design of Waveguide Filter for 5G Phased Array Antenna System (WR-34)
Neural Network - Perceptron
Chaper 2 ~ chaper 3 허승현 제어시스템 설계.
수자원기획처 수자원환경팀 지식소그룹 TEA
자동제어 개념2 1 1.
Multilayer Chip Varistor ( MLV )
KTC 생산운영관리 PROJECT 생산계획 정확도 향상.
온도 측정 최적제어 Process를 운전중에 Operator가 가장 많은 고심을 하는것 중의 하나가 Controller의 PID-Tuning으로 생각된다. 보다 쉬운 방법으로 운전시 적용을 할수있는 PID-설정방법을 설명 한다. PID설정시 고려사항 PID-Tuning을.
원전에서의 제어시스템 지능제어연구실 이창구.
사회복지조사론 Research Method for Social Welfare
4-4 Comparison of Standard Deviations with the F test
일시 : , (PM) 6:30-10:30 장소 : 삼성암센터 (지하1층 세미나실2)
실습 (using SPSS) Department of Biostatistics, Samsung Biomedical Research Institute Samsung Medical Center.
의용생체공학연구소 의학연구원, 서울대학교 이정찬 Ph.D
12. 데이터베이스 설계.
컴퓨터 시뮬레이션 기반 메카트로닉스 시스템 설계
STEPPING MOTOR Ⅱ 기술지원센터.
단순(선형)회귀분석.
Motor And Control 하늘소 19기 한승욱.
목표 구성 의료분야에서 사용되는 운영관리 개념과 계량적 분석기법 이해
EPS Based Motion Recognition algorithm Comparison
Medical Instrumentation #1
Medical Instrumentation
- Make Processes Manageable -
Technological Forecasting & social change(2014)
11장. 적응 신호처리 11.1 랜덤신호처리 11.2 적응 시스템 11.3 적응 신호처리의 예 11.4 적응 알고리즘
I. Find out information about hydraulic management facilities (monitoring and control devices)    in Internet such as Dam, weir, gate, pump, turbine(6장),
STEPPING MOTOR Ⅰ 기술지원센터.
조직문화 혁신사례 P & C 컨설팅 LGENT의 비전과 전략 달성을 촉진하기 위한 P & C
5. 비제약 최적설계의 수치해법 (Numerical Methods for Unconstrained Optimum Design)
디지털 피킹 SYSTEM 설명서.
CONTENTS [제 4 장] 행동주의와 사회인지이론 1. 학습의 개념 2. 행동주의의 출현 3. 행동주의(Ⅰ):
자동제어 영남대학교 기계공학부 정 병 묵.
BLACK OUT 신개념 연합동아리 블랙아웃에서 1기를 모집합니다!
4-1 Gaussian Distribution
국가대표 생애주기교육 프로그램 참여방법 안내
물류 센터 시스템 구축/ 혁신을 위한 로지스 파크 닷 컴 L P.Com 컨 설 팅 제 안 서 2000년 7월 30일
Changing Objectives of Optimization
사회복지프로그램 기획 및 평가 -로직모델을 중심으로 김유심(가양4종합사회복지관장) 프로그램의 개발과 평가의 개념
Modeling one measurement variable against another Regression analysis (회귀분석) Chapter 12.
캠퍼스 리크루팅 안내 (화) 삼성전자 글로벌기술센터
수업 첫 날 교육B 황유미 첫 수업 계획에 대해 알아보도록 하겠습니다..
수납형계단 & 바닥수족관 이다영 김수지 김은지 진윤정.
연결링크 이미지를 마일리지샵 내에 기획전으로 제작하여 오픈/노출 사이즈 가로 1000/세로 상관x 배너사이즈 가로 400
Contents 18.1 옵션가격의 범위와 가격결정요인 18.2 옵션가격결정모형 18.3 옵션과 주식포트폴리오 위험의 관리
Agilent ADS 사용법.
소프트웨어 형상관리: 목차 변경 및 형상관리의 기초 개념 형상항목 확인 및 버전관리 변경관리 감사 및 감사보고 99_11
Optimal placement of MR dampers
성공적인 웹사이트 구축 (2) 변화 발전하는 Site의 미래를 예측 반영해야 함.
제1장 기업과 기업경영 제1부 전략 개론.
7장 . 기술적 마케팅조사 마케팅 조사원론.
시스템 분석 및 디자인 SDLC 시스템 조사 시스템 분석 시스템 설계.
Time (by Pink Floyd).
MR 댐퍼의 동특성을 고려한 지진하중을 받는 구조물의 반능동 신경망제어
Modeling one measurement variable against another Regression analysis (회귀분석) Chapter 12.
제4장 생산경영 계량모델 1. 생산의사결정과 모델 2. 선형계획 모델 3. 대기행렬 모델 4. 시뮬레이션 모델
전략적 경영관리.
자동제어공학 4. 과도 응답 정 우 용.
천국 가는 길 천국 가는 길 ♧ 천국 가는 길 ♧ 1. 죄와 사망(지옥) 1) 사람의 3가지 공통점 - 죄인, 죽음, 심판
연구 진행 상황 보고서 2주전 계획 연구 결과 문제점 및 대책 목표 및 계획 노인 낙상 모니터링 시스템 AEP 어지럼증
Presentation transcript:

세종대학교 항공우주공학과 유도항법제어연구실 LEC05. 드론의 자세제어기 설계 -2 세종대학교 항공우주공학과 유도항법제어연구실

Contents Drone Modeling Review Controller Design Strategy Step 1 : Nonlinear Model Linearization PX4 Attitude Controller Structure Step 2 : Attitude Controller Design ( Analytical Approach ) Step 3 : Checking Control Performance ( Simulation ) Implementation & SIL/PIL/HIL Step 4 : Checking Control Performance ( Flight Test ) Step 5 : Verification of the Simulator ( Control + Model ) last week

Nonlinear model linearization 𝑢 = 1 𝑚 𝑣𝑟 −𝑤𝑞 −𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃 𝑣 = 1 𝑚 (𝑤𝑝 −𝑢𝑟 )+𝑔𝑠𝑖𝑛𝜙𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑤 = 1 𝑚 (𝑢𝑞 −𝑣𝑝− 𝑈 𝑇 )+𝑔𝑐𝑜𝑠𝜙𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑝 = 𝐼 𝑌𝑌 − 𝐼 𝑍𝑍 𝐼 𝑋𝑋 𝑞𝑟+ 1 𝐼 𝑋𝑋 𝑈 𝜙 + 1 𝐼 𝑋𝑋 𝐽 𝑅 𝑞 Ω 𝑟 𝑞 = 𝐼 𝑍𝑍 − 𝐼 𝑋𝑋 𝐼 𝑌𝑌 𝑝𝑟+ 1 𝐼 𝑌𝑌 𝑈 𝜃 + 1 𝐼 𝑌𝑌 𝐽 𝑅 𝑝 Ω 𝑟 𝑟 = 𝐼 𝑋𝑋 − 𝐼 𝑌𝑌 𝐼 𝑍𝑍 𝑝𝑞+ 1 𝐼 𝑍𝑍 𝑈 𝜓 Thrust from Rotor Gravity Rotor Gyro Effect Torque from Rotor Linearized Equation of Motion Δ 𝑢 =−𝑔Δ𝜃 Δ 𝑣 = 𝑔Δ𝜙 Δ 𝑤 =− Δ𝑈 𝑇 𝑚 Δ 𝑝 = 1 𝐼 𝑋𝑋 Δ𝑈 𝜙 Δ 𝑞 = 1 𝐼 𝑌𝑌 Δ 𝑈 𝜃 Δ 𝑟 = 1 𝐼 𝑍𝑍 Δ 𝑈 𝜓

Attitude Controller Design -1 ∅𝑑 ∅ 𝟏 𝑰 𝑿𝑿 𝟏 𝒔 𝟐 𝐷 𝑠 = 𝑘 𝑝 𝐷 𝑠 = 𝑘 𝑝 + 𝑘 𝑑 𝑠 𝐷 𝑠 = 𝑘 𝑝 + 𝑘 𝑑 𝑠+ 𝑘 𝑖 1 𝑠 P controller can’t stabilize the system : Harmonic oscillation

Attitude Controller Design -2 Example : Roll Controller - 1 Design Criteria natural freq. : 𝜔 𝑛 ≈7𝑟𝑎𝑑/𝑠 damping ratio : 𝜁≈0.6 Δ 𝜙 = 1 𝐼 𝑋𝑋 Δ 𝑈 2 ( 𝐽 𝑥 =0.0086𝑘𝑔∙ 𝑚 2 ) Δ 𝑈 2 = 𝑘 1 𝑘 2 𝜙 𝑑 −𝜙 − 𝜙 Δ 𝜙 + 𝑘 1 𝐼 𝑋𝑋 Δ 𝜙 + 𝑘 1 𝑘 2 𝐼 𝑋𝑋 Δ𝜙= 𝑘 1 𝑘 2 𝐼 𝑋𝑋 Δ 𝜙 𝑑 Δ 𝜙 + 𝐾 𝑑 Δ 𝜙 + 𝐾 𝑝 Δ𝜙= 𝐾 𝑝 Δ 𝜙 𝑑 if) 2𝜁 𝜔 𝑛 = 𝐾 𝑑 , 𝜔 𝑛 2= 𝐾 𝑝 𝐾 𝑝 =49, 𝐾 𝑑 =8.4 𝒌 𝟏 =𝟎.𝟎𝟕, 𝒌 𝟐 =𝟔.𝟎𝟐 𝒌 𝟐 𝒌 𝟏 𝟏 ∅ ∅𝑑 𝟏 𝑰 𝑿𝑿 𝟏 𝒔 𝟏 𝒔 Δ𝑝=Δ 𝜙 Δ𝑞=Δ 𝜃 Δ𝑟=Δ 𝜓

Controller & Model Simulation -1 Example : Roll Controller - 2 (linear Model) 𝒌 𝟐 𝒌 𝟏 𝟏 ∅ ∅𝑑 𝟏 𝑰 𝑿𝑿 𝟏 𝒔 𝟏 𝒔

Controller & Model Simulation -2 Example : Roll Controller Performance Check -1 (linear Model) Dynamic Performance Specifications transient settling time : 1sec Overshoot ≤ 15% Design Criteria natural freq. : 𝜔 𝑛 ≈7𝑟𝑎𝑑/𝑠 damping ratio : 𝜁≈0.6 0.5 0.7 𝑀 𝑝 = 𝑒 −𝜋𝜁/ 1− 𝜁 2 𝑡 𝑟 ≅ 1.8 𝜔 𝑛 𝑡 𝑠 ≅ 4 𝜁 𝜔 𝑛

Controller & Model Simulation -3 Example : Roll Controller Performance Check -2 (linear Model) Dynamic Performance Specifications transient settling time : 1sec Overshoot ≤ 15% 𝑴 𝒑 =11.06 [%] ≤ 1% 𝒕 𝒔 = 0.8854 [sec] Overshoot : 11.06 [%] Settling time : 0.8854 [sec] 𝒕 𝒓 = 0.2549 [sec]

Controller & Model Simulation -4 Example : Roll Controller Performance Check -3 (nonlinear Model)

Controller & Model Simulation -5 Example : Roll Controller Performance Check -4 (nonlinear Model) 𝜏=0.025 1st order System 2nd order System 𝜏=0.010 𝜏=0.025 𝝉(motor) 를 줄임. Gain Tuning

Implementation & Simulation HIL 완료 될 시, 비행 시험 가능! SIL : 모든 Dynamic 및 제어기를 시뮬레이션. PIL : FCC의 프로그램 검증. - HIL : Dynamic을 제외한 실 H/W를 시뮬레이션 안에 포함하여 시뮬레이션.

Flight Test -1 Example : Control performance checking Prediction Error Method(PEM) -1 Prediction Error Method 를 통한 동적 시스템 모델링  Least Square Method를 이용하여 를 최소화 Black box Model

Flight Test -2 Example : Control performance checking Prediction Error Method(PEM) -2

Flight Test -3 Example : Hexa-copter Test (Tarot 680) using 1st or 2nd order Model Comparison -1 Desired Attitude ( Flight Test Data ) 1st order Model OUT Flight Test Simulation Model Output 비교 1. Dynamic 모델 및 시뮬레 이션 환경 verification. 2. Controller Performance verification

Flight Test -4 Example : Hexa-copter Test (Tarot 680) using 1st or 2nd order Model Comparison -2

Flight Test -5 Example : Hexa-copter Test (Tarot 680) using 1st or 2nd order Model Comparison -3

Flight Test -6 Example : Hexa-copter Test (Tarot 680) using 1st or 2nd order Model Comparison -4

Verification of the simulator if) PIL/HIL 수행이 끝났다면, 1. Model 검증 확인 2. Model Parameter 수정 및 Model의 추가적인 Term 고려 3. Model이 달라졌다면, SIL/PIL 을 다시 수행. 경우에 따라서 HIL 수행. HW 또는 SW가 바뀌거나, 추가 되었을때…