최근의 항공기 개발에 있어 조종면을 복수 개로 분할하여 제어함으로써 예기치 못한 결함 발생 시 안전성 및 생존성을 향상 시킬 수 있는 재형상 제어에 관한 연구가 중요하게 대두되어 왔다. 본 논문은 조종면 결함 시 발생 가능한 조종면의 포화를 고려한 모델예측 제어기법을 이용한 재형상 제어를 다룬다. 모델예측 제어의 내부 모델로는 트림 조건에서 선형화된 운동방정식을 사용하며 조종면의 포화가 발생할 경우에 선형행렬부등식 기반의 반한정 프로그래밍을 이용한 최적화를 수행하며 그 외의 경우에는 모델예측 제어기법을 풀어서 구한 해석적인 해를 사용하는 제어기 구조를 제안한다. 제안된 알고리즘의 성능을 확인하기 위해 임의의 조종면 결함 상황에 대한 비선형 시뮬레이션을 수행하였다.
In developing modern aircraft, the reconfiguration control that can improve the safety and the survivability against the unexpected failure by partitioning control surfaces into several parts has been actively studied. This paper deals with the reconfiguration control using model predictive control method considering the saturation of control surfaces under the control surface failure. Linearized aircraft model at trim condition is used as the internal model of model predictive control. We propose the controller that performs optimization using LMI (linear matrix inequalities) based semi-definite programming in case that control surface saturation occurs, otherwise, uses analytic solution of the model predictive control. The performance of the proposed control method is evaluated by nonlinear simulation under the flight scenario of control surface failure.
