Tiltrotor has been developed as a platform that combined the features of multicopter aircaft and fixed-wing aircraft to overcome both shortcomings. However, since the aerodynamic forces and moments
continuously change during the transition mode, the controller design for transition mode is required
separately to the hovering and forward modes. In this paper, nonlinear model of quad-tiltrotor was
derived for constructing simulator and dynamics analysis. From the dynamic model analysis, the conversion corridor line was calculated using aerodynamic coefficients, and nonlinear controller for transition mode was obtained. The aerodynamic coefficients which are key points for design controller is obtained using on-line Kalman Filter.
틸트로터는 멀티콥터 항공기와 고정익 항공기의 단점을 극복하고자 하여 개발된 플랫폼으로, 멀티콥터 모드와 고정익 모드를 서로 변환하며 운용할 수 있는 항공기이다. 하지만, 멀티콥터 모드에서 고정익모드 사이는 넘나드는 천이과정에서 공기역학적 힘과 모멘트가 계속하여 영향을 끼치며 변화하게 된다. 따라서 이 천이 과정에서 제어기를 별개로 설계하여야 호버링 모드, 고정익 모두를 사용할 수 있게 된다. 본 논문에서는, 쿼드-틸트로터 항공기의 비선형 모델을 유도하여 시뮬레이터를 구성하고 동역학적 특성을 분석하였다. 동역학적 분석을 통해 공기역학 계수를 기반으로 한 천이비행 경로의 구성을 진행하고, 모델 기반의 비선형 제어기를 설계하였다. 제어기 설계에 있어 중요한 역할을 하는 공기역학 계수는 실시간 칼만 필터 기법을 사용하여 값을 추종하였다.
