This thesis shows the studies of self-reconfigurable flight control law for redundant flight control system. The control law concerned in this thesis includes CAS(Control Augmentation System) and actuator controllers. The CAS controller directly affects on the whole system stability and performance. This research deals a redundant flight control system which has larger number of control devices than number of control axes. Excessive number of control devices can make the control system more reliable and agile also. Due to the redundant control devices, it can easily overcome partial failure of whole control devices as long as it has enough redundancy. The reconfigurable control law for redundant control system is to generate demanded control effort by managing the control devices in optimal manner.
This thesis suggests two types of adaptive based approaches to achieve the reconfiguration characteristics. In addition to those algorithms, a simple algorithm which does not include any dynamic component based on pseudo inversion is studied. In the chapter 1, a brief history of reconfigurable control is discussed. The necessity of using the self-reconfiguration is introduced and several researches are overviewed. Chapter 2 summarizes various control allocation researches for last two decades. The chapter 3 shows a reconfigurable control law by using of robust adaptive control allocator. The suggested reconfigurable control system was verified by simulating with some typical failure conditions. Applying the control allocation system makes easy to design flight control laws no matter how many devices it has or what kind of failures will be occur. In chapter 4, more expanded allocation algorithm is suggested. The allocation algorithm suggested at chapter 3, considers actuator dynamics without vehicle dynamics. To enhance reconfiguration performance, similar allocation algorithm which includes vehicle dynamics is addressed. In chapter 5, practical but less accurate allocation algorithm is discussed. Chapter 6 shows conclusions of this thesis and items to be researched further.
본 논문은 여분의 비행 제어 시스템을 이용한 자가 재형상 비행 제어 법칙에 대한 연구를 기술했다. 본 논문에서 제안된 제어 법칙은 CAS(Control Augmentation System)와 구동기 제어기를 포함하여 고려되었다. CAS 제어기는 직접적으로 전체 시스템의 안정성과 성능에 영향을 미친다. 이 연구는 제어 축의 숫자보다 제어 구동기의 개수가 더 많을 경우의 비행 제어 시스템을 다룬다. 다수의 구동기는 제어 시스템을 좀더 신뢰성 있고, 기동력 있게 하며 개별 시스템의 고장을 효과적으로 극복할 수 있다. 여분의 제어 시스템을 이용한 재형상 제어 법칙은 최적화 기법을 통하여 요구 제어 명령을 순응하도록 제안되었다.
본 논문은 재형상 특성을 위한 두 가지 적응 기반 기법을 제안한다. 이 알고리즘에 더하여 동역학 모델링을 고려하지 않은 의사역행렬의 간단한 알고리즘으로 연구되었다.
1장에서는 재형상 제어의 역사에 대하여 논하고 있다. 자가 재형상 연구의 필요성과 지금까지 연 사례를 정리한다. 2장에서는 20년 동안의 다양한 제어 분배 연구를 정리하였다. 3장에서는 강인 제어 분배기를 이용한 재형상 제어 기법를 제안한다. 제안된 기법은 전형적인 몇 가지 고장 사례에 대한 시뮬레이션을 통하여 검증한다. 구동기 개수 및 고장의 종류의 상관없이 제안한 제어 기법을 적용하면 비행 제어 법칙을 쉽게 설계할 수 있다. 4장에서는 심화 제어 기법이 제안되었다. 3장의 기법은 비행체의 동역학 모델이 고려가 되지 않은 반면, 재형상 성능을 향상시키기 위하여 모델이 고려된 제어 기법이 제안되었다. 5장에서는 정밀도가 떨어지지만, 실질적인 제어 분배 알고리즘이 논의되었다. 6장에서는 본 논문의 결론과 앞으로의 연구 방향이 기술되어있다.
