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복수의 로터 회전체가 각각 연결된 복수의 모터를 포함하는 모터 제어부;원격 조종기로부터 수신되는 목표명령과 멀티콥터의 현재 비행자세에 따라 해당 멀티콥터에 작용하여야 하는 목표 토크를 생성하고, 생성된 목표 토크를 모터들 각각의 목표 속도로 환산하여 제어입력으로 생성한 다음, 생성된 제어입력을 상기 모터 제어부에 출력하는 비행자세 제어부;제어입력의 목표 속도와 각 모터의 실제 속도 간의 차이값으로 속도 오차를 계산하고, 계산된 속도 오차에 기초하여 모터의 고장 여부 또는 모터의 효율 저하를 진단하는 진단부; 및적어도 하나의 모터에서 고장 또는 효율 저하가 발생한 것으로 진단되면, 상기 진단된 모터에 의한 목표 토크 감소를 보상하는 보상 입력을 계산한 다음, 계산된 보상입력과 제어입력을 합하여 상기 모터 제어부에 출력하는 고장허용 제어부;를 포함하는 멀티콥터 제어 시스템
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제 1항에 있어서,상기 비행자세 제어부는,멀티콥터의 현재 비행자세로부터 목표명령에 대응하는 비행자세 또는 위치로 이동하기 위해 필요한, 스러스트(thrust) 토크, 롤(roll) 토크, 피치(pitch) 토크 및 요(yaw) 토크를 목표 토크로서 생성하는 제어기;멀티콥터의 형태와 로터 회전체의 수에 따라 사전에 설정된 맵핑 매트릭스를 이용하여, 상기 생성된 목표 토크를 각 모터의 목표 속도로 환산하는 목표 속도 환산수단; 및모터들 각각의 목표 속도를 제어입력으로서 출력하는 제어입력 출력수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 시스템
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제 1항에 있어서,상기 모터 제어부는,제어입력 또는 최종 제어입력을 입력받아 각 모터의 속도를 제어하는 복수의 속도 제어기; 및각 모터의 속도를 실시간으로 측정하고, 그 측정값을 각 모터의 실제 속도로서 상기 진단부에 출력하는 속도 측정기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 시스템
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제 1항에 있어서,상기 진단부는,각각의 모터별로 목표 속도와 실제 속도 간의 차이값인 속도 오차를 계산하는 속도 오차 계산수단; 및사전에 설정된 진단 알고리즘과 각 모터의 속도 오차를 이용하여 고장 여부 또는 효율 저하를 진단하는 진단수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 시스템
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제 4항에 있어서,상기 진단수단은,상기 계산된 속도 오차가 사전에 설정된 임계치를 초과하고, 속도 오차가 임계치를 초과한 시간이 기설정된 설정 시간을 초과하는 모터가 존재하면, 해당 모터가 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 시스템
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제 4항에 있어서,상기 진단수단은,속도 오차의 이동평균값이 사전에 설정된 임계치를 초과하는 모터가 존재하면, 해당 모터에 효율 저하가 발생한 것으로 진단하고, 목표 속도에서 속도 오차의 이동평균값을 뺀 다음 목표 속도로 나눈 값으로 저하된 효율을 계산하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 시스템
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제 1항에 있어서,상기 진단부는,적어도 하나의 모터에서 고장 또는 효율 저하가 발생하면, 상기 비행자세 제어부의 제어입력의 출력 경로를 상기 모터 제어부에서 상기 고장허용 제어부로 전환하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 시스템
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제 1항에 있어서,상기 고장허용 제어부는,멀티콥터의 목표 토크와 현재 토크 간의 차이로부터 상기 진단된 모터에 의한 목표 토크 감소량을 계산하고, 계산된 목표 토크 감소량을 모터들 각각의 보상 속도로 환산하여 보상입력으로 생성하는 보상입력 계산수단; 및상기 생성된 보상입력과 상기 비행자세 제어부에서 입력되는 제어입력을 합산하여 최종 제어입력을 생성한 다음, 생성된 최종 제어입력을 상기 모터 제어부에 출력하는 최종 제어입력 출력수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 시스템
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멀티콥터 제어 시스템에서 수행되는 멀티콥터 제어 방법으로서,(1) 비행자세 제어부가, 원격 조종기로부터 수신되는 목표명령과 멀티콥터의 현재 비행자세에 따라 해당 멀티콥터에 작용하여야 하는 목표 토크를 생성하고, 생성된 목표 토크를 모터들 각각의 목표 속도로 환산하여 제어입력으로 생성한 다음, 생성된 제어입력을 모터 제어부에 출력하는 단계;(3) 진단부가, 제어입력의 목표 속도와 각 모터의 실제 속도 간의 차이값으로 속도 오차를 계산하고, 계산된 속도 오차에 기초하여 모터의 고장 여부 또는 모터의 효율 저하를 진단하는 단계; 및(4) 적어도 하나의 모터에서 고장 또는 효율 저하가 발생한 것으로 진단되면, 고장허용 제어부가, 상기 진단된 모터에 의한 목표 토크 감소를 보상하는 보상 입력을 계산한 다음, 계산된 보상입력과 제어입력을 합하여 모터 제어부에 출력하는 단계;를 포함하는 멀티콥터 제어 방법
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제 9항에 있어서,상기 제 (1)단계는,(1-1) 상기 비행자세 제어부가, 멀티콥터의 현재 비행자세로부터 목표명령에 대응하는 비행자세 또는 위치로 이동하기 위해 필요한, 스러스트(thrust) 토크, 롤(roll) 토크, 피치(pitch) 토크 및 요(yaw) 토크를 목표 토크로서 생성하는 단계;(1-2) 상기 비행자세 제어부가, 멀티콥터의 형태와 로터 회전체의 수에 따라 사전에 설정된 맵핑 매트릭스를 이용하여, 상기 생성된 목표 토크를 각 모터의 목표 속도로 환산하는 단계; 및(1-3) 상기 비행자세 제어부가, 모터들 각각의 목표 속도를 제어입력으로서 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 방법
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제 9항에 있어서,상기 제 (1)단계와 상기 제 (3)단계 사이에,(2-1) 상기 모터 제어부가, 제어입력 또는 최종 제어입력을 입력받아 각 모터의 속도를 제어하는 단계; 및(2-2) 상기 모터 제어부가, 각 모터의 속도를 실시간으로 측정하고, 그 측정값을 각 모터의 실제 속도로서 상기 진단부에 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 방법
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제 9항에 있어서,상기 제 (3)단계는,(3-1) 상기 진단부가, 각각의 모터별로 목표 속도와 실제 속도 간의 차이값인 속도 오차를 계산하는 단계; 및(3-2) 상기 진단부가, 사전에 설정된 진단 알고리즘과 각 모터의 속도 오차를 이용하여 고장 여부 또는 효율 저하를 진단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 방법
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제 12항에 있어서,상기 제 (3-2)단계에서 상기 진단부는,상기 계산된 속도 오차가 사전에 설정된 임계치를 초과하고, 속도 오차가 임계치를 초과한 시간이 기설정된 설정 시간을 초과하는 모터가 존재하면, 해당 모터가 고장인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 방법
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제 12항에 있어서,상기 제 (3-2)단계에서 상기 진단부는,속도 오차의 이동평균값이 사전에 설정된 임계치를 초과하는 모터가 존재하면, 해당 모터에 효율 저하가 발생한 것으로 진단하고, 목표 속도에서 속도 오차의 이동평균값을 뺀 다음 목표 속도로 나눈 값으로 저하된 효율을 계산하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 방법
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제 9항에 있어서,상기 제 (3)단계에서 상기 진단부는,적어도 하나의 모터에서 고장 또는 효율 저하가 발생하면, 상기 비행자세 제어부의 제어입력의 출력 경로를 상기 모터 제어부에서 상기 고장허용 제어부로 전환하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 방법
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제 9항에 있어서,상기 제 (4)단계는,(4-1) 상기 고장허용 제어부가, 멀티콥터의 목표 토크와 현재 토크 간의 차이로부터 상기 진단된 모터에 의한 목표 토크 감소량을 계산하는 단계;(4-2) 상기 고장허용 제어부가, 계산된 목표 토크 감소량을 모터들 각각의 보상 속도로 환산하여 보상입력으로 생성하는 단계; 및(4-3) 상기 고장허용 제어부가, 상기 생성된 보상입력과 상기 비행자세 제어부에서 입력되는 제어입력을 합산하여 최종 제어입력을 생성한 다음, 생성된 최종 제어입력을 상기 모터 제어부에 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티콥터 제어 방법
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