비 홀로노믹 구속조건을 이용한 수중 이동체의 자세제어에 관한 연구
A Posture Control for Underwater Vehicle with Nonholonomic Constraint
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초록
본 논문에서는 비 홀로노믹적인 구속조건을 갖는 수중 이동체의 위치 및 자세제어에 관한 제어기법에 대해서 논의한다. 비 홀로노믹 시스템은 적분 불가능한 구속조건으로부터 도출되어지는 시스템으로 연속시간영역의 피드백제어로는 평형점에서의 안정화제어가 불가능한 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 속도의 비 홀로노믹 구속조건을 가지는 수중 이동체에 대하여 체인드폼으로 변환하고 변환된 시스템에 대해 백스테핑 제어기법를 적용하여 자세제어를 행하였으며 수치시뮬레이션을 통하여 제어기법의 유용성을 평가하였다.
Abstract
In this paper, we study the posture control of an underwater vehicle with nonholonomic constraint. Generally, systems with nonholnomic constraints cannot be stabilized to an equilibrium points by smooth state feedback control. For the nonholonomic underwater vehicle system, we applied coordinate transformation to get multi-chained system. We proposed non smooth feedback controller using backstepping method for stabilizing the multi-chained form system. Applying inverse input transformation to the non smooth feedback controller, we can get posture controller of the underwater vehicle with nonholonomic constraint. The proposed control scheme is applied to the posture control of an underwater vehicle and verified the effectiveness of control strategy by numerical simulation.
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