상위 차수 슬라이딩 모드 제어기와 비선형 PID 제어기를 이용한 고정익 무인 항공기 제어

무인 항공기(UAV)는 지난 몇 년간 사용이 증가했다. 이러한 항공기는 이제 위험하고 더럽고 지루한 작업을 수행하는 편리한 방법이 되었다. 그들의 작동은 비선형이면서 결합된 제어 문제를 포함하고 있어 분석하기 어렵다. 이 논문은 이 분야에 대한 기여로 고정익 무인 항공기의 모델링 및 제어를 제시한다. 시스템의 비행 동역학은 뉴턴의 운동 제2법칙을 사용하여 도출된다. 시스템은 비선형 비례-적분-미분(NPID) 제어기와 상위 차수 슬라이딩 모드 제어기(HOSMC)를 갖도록 설계되었다. MATLAB Simulink 소프트웨어를 사용하여 시스템을 시뮬레이션할 때, 제어기의 강인성을 테스트하기 위해 외부 간섭이 추가되었다. 평균 제곱 오차(MSE), 적분 시간 제곱 오차(ITSE), 적분 절대 오차(IAE), 적분 시간 절대 오차(ITAE), 적분 제곱 오차(ISE)의 다섯 가지 성능 지표가 제어기 성능 비교에 사용되었다. 이러한 지표는 두 제어기 성능에 대한 수치적 평가를 제공하는 데 사용된다. 결과는 롤, 피치 및 요 상태가 슈퍼 트위스팅 슬라이딩 모드 제어기보다 더 나은 성능을 보였음을 보여준다. 공기 속도 제어에서는 비선형 PID가 슈퍼 트위스팅 슬라이딩 모드 제어기보다 더 나은 성능을 나타냈다.