비선형 PD제어기를 이용한 자율무인잠수정의 심도 제어

Abstract

AUV(Autonomous Underwater Vehicle)가 안정된 심도 제어 성능을 보이기 위해서는 제어 대상에 대한 주위환경의 영향을 고려해야 한다. 그러므로 기존의 선형 제어기보다 적응성과 강인성이 뛰어난 비선형 제어기를 사용한 AUV 심도 제어에 관한 연구를 시행해 볼 필요가 있다.

본 논문에서는 AUV의 심도 제어를 위해 피치 제어기로는 비선형 P 제어기를 설계하고, 핀 제어기로는 비선형 PD 제어기를 설계한다. 각 제어기의 파라미터 값은 최적화 기법의 하나인 RCGA를 통하여 동조되며, 이 때 평가함수로는 ITAE를 사용한다. 최적 동조된 비선형 제어기를 사용하여 AUV 선형 모델과 비선형 모델의 심도 제어를 시뮬레이션을 통하여 수행한다. 시뮬레이션 결과 제안한 제어기는 설정 심도 추종, 지속적인 외란의 영향, 측정 잡음에 대해 만족할 만한 성능을 얻을 수 있었다.|The environmental impact on the control model should be considered to demonstrate performance of AUV(Autonomous Underwater Vehicle) depth control. Therefore, it is necessary to conduct a study on AUV depth control using nonlinear controllers with greater adaptability and robust than linear controllers.

In this thesis, Nonlinear P controller is designed for pitch and nonlinear PD controller is designed for fin to conduct the depth control of AUV. The Parameter values for controllers are optimized through the RCGA and ITAE performance criteria is adopted. Simulation of AUV linear model and the nonlinear model using a optimized controller is carried out. The simulation results suggest that the proposed controller demonstrates satisfactory performance for the effects of target depth values, continuous disturbance, and noise.