PID 제어기를 사용한 수중 글라이더의 깊이 제어

김민지; 주문갑

doi:10.14801/jkiit.2015.13.4.1

주제분류

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저널정보

한국정보기술학회
한국정보기술학회논문지 학술저널
한국정보기술학회논문지 제13권 제4호(JKIIT, Vol.13, No.4)
2015.4 1 - 7 (7page)
DOI : 10.14801/jkiit.2015.13.4.1

저자정보

김민지 (부경대학교)
주문갑 (부경대학교)

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수중 글라이더는 모선과의 연결선이 없는 자율 무인 잠수정의 한 종류로서, 프로펠러 추진기를 사용하는 자율 무인 잠수정이 많은 에너지를 필요로 하는 것에 비하여, 부력 주머니를 부풀리거나 배터리 위치를 옮기는 데 필요한 에너지만을 사용하여 지그재그 형태의 수직 활강을 통하여 전진하므로 적은 에너지를 소모한다. 그러므로 기존의 자율 무인 잠수정보다 오랜 작전 시간과 작전 범위를 가진다. 이 과정에서 수중 글라이더는 부력 주머니를 사용하여 깊이를 제어하고, 무게 중심 이동 장치를 사용하여 기울기를 제어한다. 본 논문에서는 수중 글라이더의 깊이와 자세를 제어하기 위해 PID 제어기를 제안하고 다양한 시뮬레이션을 통해 제어기의 성능을 확인한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 제어기를 사용한 수중 글라이더가 수식으로 유도된 활강 상태를 잘 유지하는 것으로 나타났다.

Underwater glider is a sort of an autonomous underwater vehicle which operates without the tether line connected to the mother ship. Compared with the conventional underwater vehicle with propeller thrusters which requires a considerable amount of energy, the underwater glider consumes less energy because it moves by the vertical zigzag motion by using the energy only to inflate the buoyancy bag and move the battery pack in the hull. Therefore, it has a longer operation time and a wider operation range than the conventional autonomous underwater vehicle has. In this process, the underwater glider controls its depth and attitude by changing the buoyancy mass and the center of gravity, respectively. This paper suggests a simple PID controller to control the depth and attitude and demonstrates its efficiency in various simulations. Simulation results show that the proposed controller maintains the mathematically induced gliding condition very accurately.

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