This thesis focuses on dynamic modeling, control system design and aggressive maneuver method for a Quad-rotor UAV. Quad-rotor UAV is modeled by 6-DOF nonlinear equations of motion. We introduce flip maneuver for a Quad-rotor UAV and design control method. Three attitude controllers of the Quad-rotor are designed by various methodologies for performing aggressive maneuver such as flip maneuver. Performances of these controllers are compared using 6-DOF simulation results. We built Quad-rotor platform and performed flight test to show the possibility of the real-world flip maneuver of a Quad-rotor.
본 논문은 쿼드-로터 무인항공기의 동역학적 모델링, 제어 시스템 디자인 및 고기동 기법에 대한 연구이다. 쿼드-로터 무인항공기는 6자유도 비선형 운동방정식으로 모델링 되었다. 여러 가지 고기동 중 플립 기동을 소개하고 이를 실제 수행하기 위한 제어 기법을 소개하였다. 플립 기동을 수행하기 위해 세 가지 제어 기법을 이용한 자세 제어기가 설계되었다. 플립 기동 시에 이 자세 제어기들의 성능을 6자유도 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 비행 시험을 위해서 쿼드-로터 플랫폼을 제작하였고, 이를 이용하여 실내 위치 제어 비행 시험을 수행하여 실제 플립 기동의 가능성을 보였다.
