강화 PID 제어 시뮬레이션을 이용한 쿼드콥터 시스템의 제자리 비행 안정성에 관한 연구

Abstract

쿼드콥터 시스템의 안정한 비행 제어를 위한 최적 이득 값 적용은 반복적인 비행 실험이 필요로 하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 쿼드콥터(quadcopter) 시스템의 제자리 비행(hovering) 안정성을 확보하기 위한 수학적 모델을 유도하여 Matlab Simulink 기반의 강화 PID 제어 시뮬레이터 설계를 수행하였다. 이를 기반으로 기체가 기울진 자세에서 제자리 비행을 위한 위치로 안정성 있게 신속히 회복할 수 있는 P, I, D 제어기 이득 값을 제어 시뮬레이션을 통해 획득하였다. 이를 통해 기체가 기울어진 상태에서 제자리 비행 위치로 회복되는 과정에서 오버슛(overshoot) 현상이 발생하지 않았으며, 기체가 제자리 비행상태에서도 안정된 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있었다.