신경회로망을 이용한 항공기 센서 및 구동장치 고장보완 제어시스템 설계에 관한 연구

A Study on the Fault Tolerant Control System for Aircraft Sensor and Actuator Failures via Neural Networks

본 논문에서는 항공기 센서와 구동장치 고장시 신경회로망을 이용하여 이를 대처하는 고장보완시스템에 대해서 고려한다. 센서 고장의 경우에는 비행동역학적 관계식을 적절히 이용하여 신경회로망으로 센서고장을 진단/규명하고 고장난 센서를 대체할 수 있는 시스템을 설계하고 또한 구동장치의 고장이나 조종면의 일부 파손시 이를 진단/규명하고 보완하여 새로운 트림상태로 안정화시키는 제어시스템을 제안한다. 설계된 두 보완시스템을 하나의 가격함수로 통합하여 운용하는 알고리즘을 제안하며 이의 검증을 위해 센서와 구동장치의 고장을 가상적으로 설정하여 시뮬레이션함으로써 보완시스템의 성능을 확인한다.

In this paper a neural network-based fault tolerant control system for aircraft sensor and actuator failures is considered. By exploiting flight dynamic relations a set of neural networks is constructed to detect sensor failure and give alternative signal for the faulty sensor. For actuator failures another set of neural networks is designed to perform fault detection, identification, and accomodation which returns the aircraft to a new stable trim. Integrated system is simulated to show the performance of the system with sensor and control surface failures.