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구동기와 센서를 고려한 날갯짓 초소형 비행체의 외란관측기 기반 제어
김인래,김승균,석진영 제어·로봇·시스템학회 2019 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.25 No.11
This paper presents the controller design with a disturbance observer of a Flapping-Wing Micro Aerial Vehicle (FWMAV) considering actuator and sensor model. FWMAVs experiences periodic motions of the wings and their resulting aerodynamic changes. However, the controller design for the FWMAVs is mainly based on linear control with linearized models for a single period of flapping with Floquet theory. This approach is vulnerable to uncertainties from aerodynamics and fabrication errors and external disturbances. In this background, this study applies a disturbance observer based controller based on a simple double integrator model for a FWMAV dynamics. For this, numerical modeling considering an actual FWMAV is done by taking into account flapping kinematics, aerodynamics, actuators, and sensors. To verify the proposed control strategy, numerical simulations are performed in a disturbed flight situation.
김성근,김인래,김승균,석진영,Kim, Sungkeun,Kim, Inrae,Kim, Seungkeun,Suk, Jinyoung 한국항행학회 2017 韓國航行學會論文誌 Vol.21 No.5
This paper presents dynamic modelling and simulation study on attitude/altitude control of an insect-mimicking flapping micro aerial vehicle during hovering. Mathematical modelling consists of three parts: simplified flapping kinematics, flapping-wing aerodynamics, and six degree of freedom dynamics. Attitude stabilization is accomplished through linear quadratic regulator based on the linearized model of the time-varying nonlinear system, and altitude control is designed in the outer loop using PID control. The performance of the proposed controller is verified through numerical simulation where attitude stabilization and altitude control is done for hovering. In addition, it is confirmed that the attitude channel by periodic control is marginally stable against periodic pitching moment caused by flapping. 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.
이찬용,김인래 한국응용곤충학회 1994 한국응용곤충학회지 Vol.33 No.2
침엽수 계통의 많은 수종은 가해하는 솔잎벌(Nesodiprion japonicus{{{{( { M}_{ ARLATT}) }}}}) 생태중 생활사에 관하여 조사한 것을 요약하면 다음과 같다. 성충은 1년 2회 발생하였으며, 암컷과 수컷이 같은 색 (검정)이고, 암컷의 몸체는 수컷보다 굵고 크며 촉각은 빗살모양으로 수컷이 암컷보다 크다. 성충의 수명은 3~4일, 우화율은 92% 성비는 6(female): 4(male)로 나타났다. 성충은 침엽의 조직내에 1입씩 산란하며 산란된 배 입은 각색으로 변한다. 란 기간은 $14.3\pm$1.2일이었으며, 란의모양은 짧은 바나나형이고 등황색을 띠며 크기는 $2.4\pm$0.2mm 이다. 유충기간은 $30.3\pm$2.1일이고, 크기는 $20.1\pm$2.2mm이다. 두정에는 흑빈이 있고 몸체는 광택이 있는 녹생으로서 전후야란은 황색을 띠고 있다. 노숙유충이 되면 녹색이 연녹색으로 변하고 두정의 흑반도 없어진 후 1회 발생 때의 유충은 솔잎의 기부에 , 2회 대의 유충은 지피물 사이에 고치를 짓고 융화한다. 전용기는 $14.3\pm$2.0일이였고, 크기느 $10.1\pm$0.2mm이다. 용기간은 $12.2\pm$1.3일이었으며, 크기는 $10.1\pm$0.2mm이다. This study was carried out to investigate the ecology of Nesodiprion japonlcus (Mmm,m) damaging many conifers The results obtained were as follows: Nesod~prion japonicus (Maun) emerged two times for a year and their body was black m both sexes. A female (10.1t 1 2 mm) adult was larger than a male (9.9t 0.8 mm) one in the body size. The size of antenna as plumose of female was different from that of male. Life span of adults was 3 or 4 days, those emergence rate was 92% and sex ratio of female to male was 6: 4. Adults 1a1d only an egg in the leaf and the region of the leaf aviposited turned brown. Duration of egg was 14.35 1 2 days, egg was In the shape of banana and red~sh-yellow,a nd its sire was 2.4+ 0.2 mm long. Duration of larvae was 30.35 2.1 days and its slze 20.15 2.2 mm, body was green with grey~sh shipes on the dorsal and lateral aspect, the tip of front and hind was yellow and head was brown with a dark-p~gmented area. Mature larva turned into light green and get lost a dark-pigmented area of head. The firstly-emerged larva made cocoons on the base of leaves and the secondawemerged larva among fallen leaves Duration of prepupa was 14.3f 2.0 days and their size 10.15 2.3 mm Duration of pupa was 12.2+ 1.3 days and its size 10.lt0.2mm.