KR101494780B1 - Electro-mechanical actuator of unmanned aerial vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무인항공기에 설치되며, 무인항공기의 조종면을 움직이기 위하여 제1 모터와 제2 모터에서 생성되는 동력을 하나의 공용기어를 통해 출력단으로 전달하는 무인항공기의 전기식 구동장치 및 그것의 제어방법에 관한 것으로, 비행과 관련된 조종신호를 수신하는 통신부, 상기 제1 및 제2 모터의 상태를 감지하여 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 생성하는 감지부, 상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어하는 제1 제어부, 상기 통신부로부터 상기 조종신호를 수신하고, 상기 감지부로부터 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 수신하는 제2 제어부 및 상기 제1 제어부에 장애가 발생하는 경우, 트리거 신호를 생성하는 트리거 신호 생성부를 포함하고, 상기 트리거 신호가 생성되면, 상기 제1 제어부는 상기 적어도 하나에 대한 제어를 중지하고, 상기 적어도 하나가 연속적으로 제어되도록 상기 제2 제어부는 수신 중이던 상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an electric driving apparatus for an unmanned airplane, which is installed in an unmanned airplane and transmits power generated by a first motor and a second motor to an output end through a common gear, A sensing unit for sensing a state of the first and second motors to generate state information of the first and second motors, a control unit for sensing the state of the first and second motors, A first control unit for controlling at least one of the first and second motors based on status information of a second motor, a control unit for receiving the control signal from the communication unit, And a trigger signal generator for generating a trigger signal when a failure occurs in the first controller, wherein when the trigger signal is generated, The first control unit stops control of the at least one and the second control unit controls the at least one of the at least one control unit and the at least one control unit based on the control signal being received and the status information of the first and second motors, Is controlled.
Description
본 발명은 무인항공기의 전기식 구동장치 및 그것의 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무인항공기에 설치되며, 무인항공기의 조종면을 움직이기 위하여 제1 모터와 제2 모터에서 생성되는 동력을 하나의 공용기어를 통해 출력단으로 전달하는 무인항공기의 전기식 구동장치 및 그것의 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric driving apparatus for an unmanned airplane and a control method thereof, and more particularly, to an electric driving apparatus for an unmanned airplane, To an output terminal through a gear, and to a control method thereof.
구동장치는 기계, 계기 등을 작동시키는 장치를 의미하며, 본 발명에서의 구동장치는 무인항공기의 비행을 조종하기 위한 비행기의 조종면(Control Surface)을 움직이는 장치를 말한다. 여기서, 비행기의 조종면은 비행기의 측면 날개, 꼬리 날개에 붙어서 위 아래로 또는 상하로 움직이며 비행기의 진행 방향을 조종하는데 도움을 주는 부분을 포함한다. The driving device refers to a device that operates a machine, a meter, etc., and the driving device according to the present invention refers to a device that moves a control surface of an airplane to control the flight of an unmanned airplane. Here, the plane of the airplane includes the side wing of the airplane, the part attached to the tail wing, which moves up and down or up and down to help control the direction of the airplane.
한편, 무인비행기의 구동장치는 유압 시스템을 대체하기 위한 전기식 구동장치(Electro-Mechanical Actuator, EMA)로 개발되고 있으며, 상기 전기식 구동장치는 미래항공기의 MEA(More Electric Aircraft)화와 중량 절감을 위해 필요한 기술이다. Meanwhile, the driving unit of the unmanned airplane is being developed as an electro-mechanical actuator (EMA) for replacing a hydraulic system. The electric drive unit is used for a MEA (More Electric Aircraft) It is a necessary skill.
무인항공기의 구동장치 고장은 무인비행기의 비행에 치명적이므로, 시스템 신뢰도 향상에 기여할 수 있는 전기식 구동장치에 대한 요구가 급증하고 있다.Since the failure of the driving device of the unmanned aerial vehicle is fatal to the flight of the unmanned airplane, there is an increasing demand for the electric driving device which can contribute to the improvement of the system reliability.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 무인항공기에 적용할 수 있도록 전기적 신뢰성을 확보할 수 있는 무인항공기의 전기식 구동장치 및 그것의 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention is directed to solving the above-mentioned problems and other problems. Another object of the present invention is to provide an electric driving apparatus of a UAV and a control method thereof that can secure electrical reliability for application to an unmanned aerial vehicle.
또한, 본 발명은 전기적 신뢰성을 확보할 수 있도록 이중화되며, 제어기와 구동기가 통합되는 무인항공기의 전기식 구동장치 및 그것의 제어방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention provides an electric driving apparatus of a UAV, in which a controller and a driver are integrated so as to secure electrical reliability, and a control method thereof.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 무인항공기의 조종면을 움직이기 위하여 제1 모터와 제2 모터에서 생성되는 동력을 하나의 공용기어를 통해 출력단으로 전달하는 무인항공기의 전기식 구동장치에 있어서, 상기 무인항공기의 전기식 구동장치는, 비행과 관련된 조종신호를 수신하는 통신부, 상기 제1 및 제2 모터의 상태를 감지하여 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 생성하는 감지부, 상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어하는 제1 제어부, 상기 통신부로부터 상기 조종신호를 수신하고, 상기 감지부로부터 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 수신하는 제2 제어부, 및 상기 제1 제어부에 장애가 발생하는 경우, 트리거 신호를 생성하는 트리거 신호 생성부를 포함하고, 상기 트리거 신호가 생성되면, 상기 제1 제어부는 상기 적어도 하나에 대한 제어를 중지하고, 상기 적어도 하나가 연속적으로 제어되도록 상기 제2 제어부는 수신 중이던 상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an unmanned aerial vehicle including a first motor and a second motor for transmitting power generated by the second motor to the output stage through a common gear, The electric driving apparatus for an unmanned aerial vehicle according to claim 1, further comprising: a communication unit for receiving a steering signal related to a flight; a sensing unit for sensing state of the first and second motors and generating state information of the first and second motors A first control unit for controlling at least one of the first and second motors based on the control signal and the state information of the first and second motors; a control unit for receiving the control signal from the communication unit, A second controller for receiving status information of the first and second motors, and a controller for generating a trigger signal for generating a trigger signal when a failure occurs in the first controller Wherein when the trigger signal is generated, the first control unit stops the control of the at least one, and the second control unit controls the at least one control signal so that at least one of the control signal and the first and second control signals, And controlling at least one of the two motors based on the state information of the two motors.
일 실시 예에 있어서, 상기 트리거 신호 생성부는, 상기 제1 제어부를 구성하는 각각의 구성들로부터 상기 구성들의 구동정보를 수신하고, 상기 구성들의 구동정보를 기 설정된 결함 트리(fault tree)에 입력하여 상기 제1 제어부에서의 장애 발생 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the trigger signal generator receives drive information of the configurations from the respective configurations of the first controller, inputs drive information of the configurations into a predetermined fault tree And determines whether a failure has occurred in the first control unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 제어부에 전원을 공급하는 제1 전원공급부와 상기 제2 제어부에 전원을 공급하는 제2 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the apparatus further includes a first power supply unit for supplying power to the first control unit and a second power supply unit for supplying power to the second control unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 제어부의 장애는 내부전원의 장애, 제어회로의 장애 및 액추에이터 구동회로의 장애, 상기 제1 전원공급부의 장애 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the failure of the first control unit includes at least one of failure of the internal power supply, failure of the control circuit, failure of the actuator driving circuit, and failure of the first power supply unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 제어부 또는 상기 제2 제어부는, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 중 어느 하나에 장애가 발생하는 경우, 다른 하나를 제어하여 상기 동력을 생성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first control unit or the second control unit controls the other to generate the power when any one of the first motor and the second motor fails.
또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 무인항공기의 조종면을 움직이기 위하여 제1 모터와 제2 모터에서 생성되는 동력을 하나의 공용기어를 통해 출력단으로 전달하는 전기식 구동장치의 제어방법에 있어서, 상기 전기식 구동장치의 제어방법은, 비행과 관련된 조종신호를 제1 제어부와 제2 제어부에 전송하는 단계, 상기 제1 및 제2 모터의 상태를 감지하여 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 생성하고, 생성된 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부에 전송하는 단계, 상기 제1 제어부가 상기 조종신호 및 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어하는 단계, 상기 제1 제어부에 장애가 발생하는 경우, 트리거 신호를 생성하는 단계 및 상기 트리거 신호가 생성되면, 상기 제1 제어부는 상기 적어도 하나에 대한 제어를 중지하고, 상기 적어도 하나가 연속적으로 제어되도록 상기 제2 제어부는 수신 중이던 상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a control system for an electric driving device for transmitting power generated by a first motor and a second motor to an output stage through a single common gear to move a steering surface of an unmanned airplane The control method of the electric driving apparatus according to the present invention may further comprise the steps of transmitting a control signal related to the flight to the first control unit and the second control unit, detecting the state of the first and second motors, And transmitting the generated status information of the first and second motors to the first control unit and the second control unit, and the first control unit transmits status information of the first and second motors to the first control unit and the second control unit, Controlling at least one of the first and second motors based on status information of the first control unit, generating a trigger signal when a failure occurs in the first control unit, The first control unit stops the control of the at least one and the second control unit controls the at least one control unit so that the at least one control unit is continuously controlled based on the control signal being received and the status information of the first and second motors And controlling said at least one.
일 실시 예에 있어서, 상기 트리거 신호를 생성하는 단계는, 상기 제1 제어부를 구성하는 각각의 구성들로부터 상기 구성들의 구동정보를 수신하는 단계, 상기 구성들의 구동정보를 기 설정된 결함 트리(fault tree)에 입력하여 상기 제1 제어부에서의 장애 발생 여부를 결정하는 단계 및 상기 제1 제어부에 장애가 발생하는 경우, 상기 트리거 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of generating the trigger signal may include receiving drive information of the configurations from the respective configurations constituting the first controller, setting drive information of the configurations to a fault tree The method comprising the steps of: determining whether a failure has occurred in the first control unit; and generating the trigger signal when a failure occurs in the first control unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 제어부에 전원을 공급하는 제1 전원공급부와 상기 제2 제어부에 전원을 공급하는 제2 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the apparatus further includes a first power supply unit for supplying power to the first control unit and a second power supply unit for supplying power to the second control unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 제어부의 장애는 내부전원의 장애, 제어회로의 장애 및 액추에이터 구동회로의 장애, 상기 제1 전원공급부의 장애 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the failure of the first control unit includes at least one of failure of the internal power supply, failure of the control circuit, failure of the actuator driving circuit, and failure of the first power supply unit.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 제어부 또는 상기 제2 제어부는, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 중 어느 하나에 장애가 발생하는 경우, 다른 하나를 제어하여 상기 동력을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first control unit or the second control unit may further include a step of, when a failure occurs in either the first motor or the second motor, controlling the other to generate the power .
본 발명에 따른 무인항공기의 전기식 구동장치 및 그것의 제어방법은 두 개의 서로 다른 모터들을 이용하여 동력을 생성하며, 주제어부인 제1 제어부가 정상 동작중에는 상기 제1 제어부에 의하여 상기 모터들이 제어되고, 상기 제1 제어부에 장애 발생시에는 부제어부인 제2 제어부에 의하여 상기 모터들이 제어된다. 이로써 상기 모터들의 힘 충돌 문제와 장황성(redundancy)이 해결될 수 있다. An electric driving apparatus and a control method thereof for an unmanned airplane according to the present invention generate power using two different motors, and the first control unit, which is the main control unit, controls the motors by the first control unit during normal operation, When a failure occurs in the first control unit, the motors are controlled by a second control unit, which is a sub-control unit. As a result, the force collision problem and redundancy of the motors can be solved.
제어부들뿐만 아니라, 전원공급부, 통신부, 감지부, 모터들을 이중화하여 어느 하나가 고장 나더라도 다른 하나로 보완하는 전기식 구동장치 및 그것의 제어방법을 제공하기 때문에, 전기식 구동장치의 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 어느 하나가 고장 나더라도 상기 다른 하나를 이용하여 무인항공기의 조종면을 계속 움직이는 것이 가능하다. The present invention provides an electric driving apparatus and a control method thereof that are complementary to each other even if one of the power supply units, the communication units, the sensing units, and the motors is duplicated, as well as the control units, thereby improving the electrical reliability of the electric driving apparatus. have. That is, even if one of the above fails, it is possible to continuously move the steered surface of the UAV by using the other one.
제1 제어부가 두 개의 모터를 동시에 제어하고, 제2 제어부는 조종신호 및 모터들의 상태정보를 똑같이 받으면서 두 개의 모터들을 구동할 수 있도록 준비 상태를 유지하고 있기 때문에, 제1 제어부 및/또는 모터들에 문제가 발생하였을 때 시스템의 제어권 이전이 용이하고 안정성이 보장된다.Since the first control unit simultaneously controls the two motors and the second control unit maintains the ready state so as to drive the two motors while receiving the control signal and the status information of the motors equally, The control of the system is easily transferred and the stability is guaranteed.
도 1은 본 발명과 관련된 전기식 구동장치를 설명하기 위한 블록도
도 2는 도 1에 도시된 전기식 구동장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기식 구동장치에서 제어부의 장애 발생을 판단하기 위한 결함 트리(fault tree)를 설명하기 위한 개념도1 is a block diagram for explaining an electric drive apparatus according to the present invention.
Fig. 2 is a flowchart for explaining a control method of the electric driving apparatus shown in Fig. 1
3 is a conceptual diagram for explaining a fault tree for judging occurrence of a failure of a control unit in an electric drive system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
본 발명에 따르면, 첫 번째로 전원공급, 통신신호 전송, 제어부, 모터 그리고 센서를 이중화하여, 고장 시 상호 보완이 가능하도록 전기식 구동장치를 설계한다. 두 번째로, 센서들로부터 감지된 모든 정보가 서로 다른 제어부에 모두 입력되며 하나의 제어부가 두 개의 모터를 동시에 제어할 수 있도록 설계한다. 세 번째로, 오류가 없는 정상적인 상황에서는 제1 제어부가 우선적으로 제어권을 가지고 두 모터를 동시에 제어하며, 제2 제어부는 조종신호 및 센서 정보를 제1 제어부와 같이 받으면서 준비 상태를 유지한다. 네 번째로, 전기식 구동장치는 구동장치의 상태와 관련된 전원, 통신, 제어부, 모터, 센서의 오류를 확인하고, 이러한 오류들을 결함 트리(fault tree)에 입력함으로써, 제1 모터, 제2 모터, 제1 제어부 및 제2 제어부를 어떻게 사용할 것인가를 결정하는 이중화 운용 로직으로 동작하도록 설계한다. 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기식 구동장치 및 그것의 제어방법에 관하여 구체적으로 살펴본다.According to the present invention, an electric driving apparatus is designed so that power supply, communication signal transmission, a control unit, a motor, and a sensor are duplicated and complemented each other in the event of a failure. Secondly, all the information detected from the sensors is input to different control units and one control unit is designed to control two motors simultaneously. Thirdly, in a normal state without any error, the first control unit controls the two motors at the same time, and the second control unit maintains the prepared state while receiving the control signal and the sensor information together with the first control unit. Fourthly, the electric drive apparatus confirms the errors of the power source, the communication, the control unit, the motor, and the sensor associated with the state of the drive apparatus, and inputs these errors into the fault tree, It is designed to operate as a redundant operation logic that determines how to use the first control unit and the second control unit. Hereinafter, an electric drive apparatus and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명과 관련된 전기식 구동장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining an electric drive apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명과 관련된 전기식 구동장치는 제1 및 제2 모터, 공용기어, 출력축, 제1 및 제2 감지부, 통신부(미도시), 전원공급부(미도시) 및 제1 및 제2 제어부를 포함한다. 도 1에 도시된 구성요소들은 전기식 구동장치를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 전기식 구동장치는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. 1, an electric drive apparatus according to the present invention includes first and second motors, a common gear, an output shaft, first and second sensing units, a communication unit (not shown), a power supply unit (not shown) And a second control unit. The components shown in Fig. 1 are not essential to the implementation of the electric drive system, so that the electric drive system described herein may have more or fewer components than those listed above.
먼저, 본 발명에 따른 전기식 구동장치는 물리적으로 구분되는 두 개의 모터로서, 제1 모터와 제2 모터를 포함한다. 제1 모터에는 제1 기어가 연결되고, 제2 모터에는 제2 기어가 연결되며, 공용기어를 통해 출력축(또는, 출력단)으로 동력(또는, 힘)을 전달하게 된다. First, an electric drive apparatus according to the present invention includes two motors, which are physically separated, and include a first motor and a second motor. A first gear is connected to the first motor, a second gear is connected to the second motor, and power (or force) is transmitted to the output shaft (or output) through the common gear.
전기식 구동장치에서는 통신 등에 대한 시간차와 제어 알고리즘 성능차이 등의 문제로 기어와 모터 사이에 간섭이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 전기식 구동장치에서 제1 모토와 제2 모터는 모두 제1 제어부 및 제2 제어부에 연결된다. 제1 모터 및 제2 모터 중 적어도 하나는 제1 제어부 또는 제2 제어부에 의하여 제어된다.In the electric drive system, interference occurs between the gear and the motor due to the time difference between the communication and the like and the difference in the performance of the control algorithm. In order to solve such a problem, in the electric driving apparatus according to the present invention, both the first motor and the second motor are connected to the first control unit and the second control unit. At least one of the first motor and the second motor is controlled by the first control unit or the second control unit.
감지부는 제1 및 제2 모터, 그리고 출력축에 대한 상태를 감지하고, 상기 제1 및 제2 모터에 대한 상태정보를 생성한다. 보다 구체적으로, 감지부는 제1 및 제2 홀센서, 제1 및 제2 엔코더를 포함하고, 각각의 센서들은 감지된 상태정보를 상기 제1 및 제2 제어부에 전송한다. 예를 들어, 제1 홀센서는 제1 모터의 회전수를 측정하고, 제2 홀센서는 제2 모터의 회전수를 측정하여 측정된 정보를 제1 및 제2 제어부로 전송한다. 다른 예를 들어, 제1 엔코더는 제1 모터의 회전이라는 물리량을 전기신호인 펄스신호로 변환하여, 회전각위치, 자극위치, 직선위치, 속도 등의 정보를 검출하고, 제2 엔코더는 제2 모터와 관련된 정보를 검출하여 검출된 신호를 제1 및 제2 제어부로 전송한다. 본 명세서에 개시된 전기식 구동장치는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.The sensing unit senses states of the first and second motors and the output shaft, and generates state information for the first and second motors. More specifically, the sensing unit includes first and second Hall sensors, first and second encoders, and each sensor transmits sensed state information to the first and second control units. For example, the first hall sensor measures the rotational speed of the first motor, and the second hall sensor measures the rotational speed of the second motor and transmits the measured information to the first and second control units. For example, the first encoder converts the physical quantity called the rotation of the first motor into a pulse signal that is an electric signal, detects information such as a rotation angle position, a magnetic pole position, a linear position, a velocity, Detects information related to the motor, and transmits the detected signal to the first and second control units. The electric drive apparatus disclosed in this specification can combine and utilize the information sensed by at least two of the sensors.
한편, 비행기의 조종면(Control Surface)은 비행기의 측면 날개, 꼬리 날개에 붙어서 위 아래로 또는 상하로 움직이며 비행기의 진행 방향을 조종하는데 도움을 주는 부분을 의미한다. 대표적으로 플랩(Flap), 보조익(Aileron), 방향타(Rudder), 승강타(Elevator)가 있다. 즉, 비행기를 세 개의 축에 대해서 운동하도록 하기 위해서 조종실에서 움직일 수 있는 항공역학적 표면을 조종면이라고 한다.. On the other hand, the control surface of an airplane refers to the part that helps to control the direction of the airplane by moving the airplane's side wing, tail wing, up and down or up and down. Flap, Aileron, Rudder, and Elevator are typical examples. That is, the aerodynamic surface that can be moved in the cockpit to allow the aircraft to move about three axes is referred to as the maneuvering surface.
통신부는 조종실로부터 입력된 비행과 관련된 조종신호를 수신하여 제1 및 제2 제어부에 전송한다. 이러한 통신은 캔(Controller Area Network, CAN)에 의하여 이루어질 수 있다. 캔(CAN)은 비행기 내에서 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 콘트롤러나 장치들이 서로 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격이다. 캔(CAN)은 단일 배선 적응능력(suitability against single line)을 가진다. 이는, 배선 하나가 단선 또는 단락되어도 나머지 1개의 배선이 통신능력을 정확하게 그대로 유지하는 것을 말한다. 이를 통해, 본 발명의 이중화된 제1 및 제2 제어부에 조종신호가 정확하게 전달될 수 있다.The communication unit receives the control signal associated with the flight input from the cockpit and transmits the control signal to the first and second control units. Such communication can be performed by a CAN (Controller Area Network). CAN (CAN) is a standard communication standard designed to allow microcontrollers or devices to communicate with each other without a host computer in an airplane. The CAN has suitability against a single line. This means that even if one wiring line is short-circuited or short-circuited, the remaining one wiring line maintains its communication capability precisely. Thus, the control signal can be accurately transmitted to the duplicated first and second control units of the present invention.
전원공급부는 제1 제어부 및/또는 제2 제어부의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전기식 구동장치에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않으나, 전원공급부는 제1 및 제2 제어부에 전원을 공급하는 제1 전원공급부와 제2 제어부에 전원을 공급하는 제2 전원공급부를 포함할 수 있다. 전원이 이중화되기 때문에, 제1 전원공급부에 장애가 발생하는 경우라도 제2 전원공급부에 의하여 제1 제어부 및/또는 제2 제어부가 동작할 수 있게 된다. Under the control of the first control unit and / or the second control unit, the power supply unit receives power from the external power supply and the internal power supply unit, and supplies power to the respective components included in the electric drive unit. Such a power supply unit includes a battery, which may be an internal battery or a replaceable battery. Although not shown in the figure, the power supply unit may include a first power supply unit that supplies power to the first and second control units and a second power supply unit that supplies power to the second control unit. Since the power source is redundant, the first and second control units can be operated by the second power supply unit even when the first power supply unit fails.
한편, 제1 제어부와 제2 제어부는 이중화된 구성요소들의 각각으로부터 모든 정보를 동시에 전송받게 된다. 예를 들어, 감지부에서 생성된 제1 및 제2 모터의 상태정보가 제1 제어부와 제2 제어부에 전송된다. 다른 예를 들어, 비행과 관련된 조종신호가 통신부를 통해 제1 제어부와 제2 제어부에 전송된다.On the other hand, the first control unit and the second control unit simultaneously receive all information from each of the redundant components. For example, state information of the first and second motors generated by the sensing unit is transmitted to the first control unit and the second control unit. In another example, a control signal related to the flight is transmitted to the first control unit and the second control unit through the communication unit.
안전보호계통의 일부가 어떤 원인에 의해서 고장이 발생하여도 보호계통 기능이 상실되면 안된다. 이와 같은 이유로 한 목적의 보호계통에 대해 그 구성요소의 전부 또는 일부에 대해서 복수의 계통을 준비하는 것을 장황성(redundancy)이라고 한다. 복수의 계통은 각각 상호 독립되어야 하며, 어느 하나의 계통에 고장이 났을 경우, 다른 계통도 동시에 고장이 나면 장황성(redundancy)의 의미가 없어지므로 신뢰도가 떨어진다. The safety system function should not be lost if some part of the safety protection system fails for any reason. For this reason, preparing a plurality of systems for all or a part of the components of a protection system for one purpose is referred to as redundancy. Multiple systems must be independent of each other, and if one system fails, other systems fail at the same time, meaning redundancy is lost and reliability is lost.
이를 위하여, 주제어기인 제1 제어부가 정상 동작중에는, 제1 제어부에 의하여 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나가 제어된다. 하지만, 제1 제어부에 장애가 발생한 경우에는, 제1 제어부는 동작을 중지하고, 부제어기인 제2 제어부가 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어한다. 제1 및 제2 제어부는 제1 모터와 제2 모터의 상태정보를 감지하는 감지부로부터 상기 제1 모터와 제2 모터의 상태정보, 그리고 조종신호 등을 모두 획득하기 때문에, 제어가 제1 제어부에서 제2 제어부로 넘어가는 경우라도 제1 및 제2 모터는 끊김없이 연속적으로 동작하게 된다. 이로써, 힘 충돌 문제와 장황성(redundancy)을 해결할 수 있으며, 전기적으로 신뢰도가 향상된 전기식 구동장치를 제공할 수 있다. To this end, at least one of the first and second motors is controlled by the first control unit during a normal operation of the first control unit as a main controller. However, when a failure occurs in the first control unit, the first control unit stops the operation, and the second control unit, which is the sub-controller, controls at least one of the first and second motors. Since the first and second control units acquire both the state information of the first motor and the second motor and the steering signal from the sensing unit that senses the state information of the first motor and the second motor, The first and second motors operate continuously without any interruption even if they pass to the second control unit. Thus, it is possible to solve the force collision problem and the redundancy, and to provide the electric driving apparatus with improved electrical reliability.
한편, 본 발명에 따른 전기식 구동장치는 트리거 신호 생성부를 포함한다. 상기 트리거 신호 생성부는 제1 제어부를 구성하는 각각의 구성들로부터 상기 구성들의 구동정보를 수신하고, 상기 구성들의 구동정보를 기 설정된 결함 트리(fault tree)에 입력하여 상기 제1 제어부에서의 장애 발생 여부를 결정한다. 그리고, 제1 제어부에 장애가 발생한 것으로 결정된 경우, 트리거 신호를 생성한다. Meanwhile, the electric drive apparatus according to the present invention includes a trigger signal generator. The trigger signal generator receives driving information of the configurations from the respective configurations of the first controller and inputs driving information of the configurations into a predetermined fault tree to generate a fault in the first controller . If it is determined that a failure has occurred in the first control unit, a trigger signal is generated.
제1 제어부와 제2 제어부는 크로스 링크(cross link)에 의하여 연결되며, 상기 트리거 신호를 주고 받을 수 있다. 트리거 신호가 생성되면, 제1 제어부는 제1 제어부는 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나에 대한 제어를 중지하고, 상기 적어도 하나가 연속적으로 제어되도록 제2 제어부는 수신 중이던 조종신호와 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나를 제어하게 된다. The first control unit and the second control unit are connected by a cross link, and can transmit and receive the trigger signal. When the trigger signal is generated, the first controller stops the control of at least one of the first and second motors, and the second controller controls the first and second motors so that at least one of the first and second motors is continuously controlled, And controls the at least one based on the state information of the second motor.
한편, 상술한 트리거 신호 생성부의 기능은 제1 제어부 및/또는 제2 제어부에서 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 제어부가 판단하기에 스스로 더이상 제어수행이 어렵다면 제어주도권을 제2 제어부로 넘기거나, 제2 제어부가 판단하기에 제1 제어부의 상태가 의심스럽다면 제어주도권을 강제로 뺏어올 수 있다. 이러한 트리거 신호 생성부의 기능이 이루어질 수 있도록, 제1 제어부와 제2 제어부는 크로스 링크를 이용하여 일정주기로 약속된 프로토콜을 주고 받는다.Meanwhile, the function of the trigger signal generator may be performed by the first control unit and / or the second control unit. More specifically, if the first control unit determines that it is difficult for the control unit to perform the control, the control unit transmits the control initiative to the second control unit, or if the state of the first control unit is doubtful by the second control unit, . The first control unit and the second control unit exchange the promised protocol at regular intervals using the cross link so that the function of the trigger signal generating unit can be performed.
한편, 제1 제어부 또는 제2 제어부는, 제1 모터 및 상기 제2 모터 중 어느 하나에 장애가 발생하는 경우, 다른 하나를 제어하여 조종면을 움직이기 위한 동력을 생성할 수 있다. 이러한 모터의 장애는 각각의 모터와 관련된 상태정보를 생성하는 감지부에 의하여 센싱될 수 있다. Meanwhile, the first control unit or the second control unit may generate power for moving the control surface by controlling the other one when a failure occurs in either the first motor or the second motor. Such a fault in the motor can be sensed by a sensing unit that generates status information associated with each motor.
상술한 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전기식 구동장치의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전기식 구동장치의 동작, 제어, 또는 제어방법은 메모리에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전기식 구동장치상에서 구현될 수 있다. At least some of the components described above may operate in cooperation with each other to implement an operation, control, or control method of an electric drive according to various embodiments described below. Also, the operation, control, or control method of the electric drive apparatus can be implemented on the electric drive apparatus by driving at least one application program stored in the memory.
도 2는 도 1에 도시된 전기식 구동장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart for explaining a control method of the electric driving apparatus shown in FIG.
먼저, 무인항공기의 조종면을 움직이기 위하여 제1 모터와 제2 모터에서 생성되는 동력을 하나의 공용기어를 통해 출력단으로 전달하는 전기식 구동장치의 제어방법에 있어서, 비행과 관련된 조종신호를 제1 제어부와 제2 제어부에 전송한다(S110).A control method of an electric driving apparatus for transmitting power generated by a first motor and a second motor to an output end through a common gear to move a steering surface of an unmanned airplane, And the second control unit (S110).
비행기의 조종실에서 조종면을 움직이는 조종신호가 생성되면, 생성된 조종신호가 본 발명에 따른 전기식 구동장치로 전달되게 된다. 이러한 경우, 상기 조종신호를 수신한 통신부는 제1 및 제2 제어부로 상기 조종신호를 전송하게 된다.When a steering signal for moving the steering surface is generated in the cockpit of the airplane, the generated steering signal is transmitted to the electric driving device according to the present invention. In this case, the communication unit receiving the control signal transmits the control signal to the first and second control units.
다음으로, 제1 및 제2 모터의 상태정보를 제1 및 제2 제어부에 전송할 수 있다(S130). 제1 및 제2 모터에서 생성된 토크가 공용기어를 통해 출력축에 전달되기 때문에, 정확한 조종을 위해서는 제1 및 제2 모터의 상태정보가 필수적이다. Next, the state information of the first and second motors may be transmitted to the first and second control units (S130). Since the torque generated by the first and second motors is transmitted to the output shaft through the common gear, the state information of the first and second motors is essential for accurate steering.
제1 제어부는 수신된 조종신호와 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어하게 된다(S150). 이후, 제1 제어부에서 장애가 발생하는 경우 트리거 신호를 생성한다(S170). 이러한 트리거 신호에 응답하여 제1 제어부 대신에 제2 제어부가 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어한다(S190). 제2 제어부는 제1 제어부에 제공되는 조종신호와 제1 및 제2 모터의 상태정보를 그대로 제공받으며, 모터들의 제어하기 위한 준비상태를 유지하기 때문에, 트리거 신호에 응답하여 곧바로 모터들을 제어할 수 있게 된다.The first control unit controls at least one of the first and second motors based on the received control signal and the status information of the first and second motors (S150). Thereafter, when a failure occurs in the first control unit, a trigger signal is generated (S170). In response to the trigger signal, the second control unit controls at least one of the first and second motors instead of the first control unit (S190). The second control unit is provided with the control signal provided to the first control unit and the status information of the first and second motors as it is and maintains the ready state for controlling the motors so that the motors can be controlled immediately in response to the trigger signal .
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기식 구동장치에서 제어부의 장애 발생을 판단하기 위한 결함 트리(fault tree)를 설명하기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram for explaining a fault tree for determining occurrence of a fault in a controller in an electric drive apparatus according to an embodiment of the present invention.
무인항공기의 조종면을 움직이는 전기식 구동장치의 상태를 판단하기 위하여 전원, 조종신호, 제어부, 모터 그리고 센서의 오류정보를 바탕으로, 도 3에 도시된 결함트리(fault tree)를 이용하여 제1 제어부의 장애 발생 여부를 판단할 수 있다. 판단 결과에 근거하여, 본 발명에 따른 전기식 구동장치는 아래와 같은 6개의 발생 경우(case)의 수에 따라서 제1 모터, 제2 모터, 제1 제어부 및 제2 제어부를 어떻게 사용할 것인가를 결정할 수 있다.In order to determine the state of the electric driving device for moving the control surface of the UAV, a fault tree shown in FIG. 3 is used based on the error information of the power source, the control signal, the control unit, It is possible to judge whether a fault has occurred or not. Based on the determination result, the electric drive apparatus according to the present invention can determine how to use the first motor, the second motor, the first control unit, and the second control unit according to the number of six occurrence cases .
Case 1) 정상동작: 제1 제어부가 제1 모터 및 제2 모터를 동시에 구동하여 조종면을 움직이고, 제2 제어부는 제1 제어부에 대한 백업을 위하여 준비상태를 유지하는 동작.Case 1) Normal operation: The first control unit drives the first motor and the second motor simultaneously to move the control surface, and the second control unit maintains the prepared state for backup to the first control unit.
Case 2) 정상동작: 제1 제어부에서 장애 발생 시, 제어권이 제2 제어부로 이전되고, 제2 제어부가 제1 모터 및 제2 모터를 동시에 구동하여 조종면을 움직이는 동작.Case 2) Normal Operation: When a failure occurs in the first control unit, the control right is transferred to the second control unit, and the second control unit simultaneously drives the first motor and the second motor to move the control surface.
Case 3) Fail-Safe 동작: 제2 모터에서 장애 발생 시, 제1 제어부가 제1 모터만을 구동하여 조종면을 움직이고, 제2 제어부는 제1 제어부에 대한 백업을 위하여 준비상태를 유지하는 동작.Case 3) Fail-Safe Operation: When a failure occurs in the second motor, the first control unit drives only the first motor to move the control surface, and the second control unit maintains the ready state for backup to the first control unit.
Case 4) Fail-Safe 동작 : 제1 모터에서 장애 발생 시, 제1 제어부가 제2 모터만을 구동하여 조종면을 움직이고, 제2 제어부는 제1 제어부에 대한 백업을 위하여 준비상태를 유지하는 동작.Case 4) Fail-Safe Operation: When a failure occurs in the first motor, the first control unit drives only the second motor to move the control surface, and the second control unit maintains the ready state for backup to the first control unit.
Case 5) Fail-Safe 동작 : 제1 제어부와 제2 모터에서 장애 발생 시, 제2 제어부가 제1 모터만을 구동하여 조종면을 움직이는 동작.Case 5) Fail-Safe Operation: In case of failure in the first control unit and the second motor, the second control unit drives only the first motor to move the control surface.
Case 6) Fail-Safe 동작 : 제1 제어부와 제1 모터에서 장애 발생 시, 제2 제어부가 제2 모터만을 구동하여 조종면을 움직이는 동작.Case 6) Fail-Safe Operation: In case of failure in the first control unit and the first motor, the second control unit drives only the second motor to move the control surface.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. The present invention described above can be implemented as computer readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, , And may also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission over the Internet).
또한, 상기 컴퓨터는 제1 제어부 및 제2 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.In addition, the computer may include a first control unit and a second control unit. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (10)
비행과 관련된 조종신호를 수신하는 통신부;
상기 제1 및 제2 모터의 상태를 감지하여 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 생성하는 감지부;
상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어하는 제1 제어부;
상기 통신부로부터 상기 조종신호를 수신하고, 상기 감지부로부터 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 수신하는 제2 제어부; 및
상기 제1 제어부에 장애가 발생하는 경우, 트리거 신호를 생성하는 트리거 신호 생성부를 포함하고,
상기 트리거 신호가 생성되면, 상기 제1 제어부는 상기 적어도 하나에 대한 제어를 중지하고, 상기 적어도 하나가 연속적으로 제어되도록 상기 제2 제어부는 수신 중이던 상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 전기식 구동장치.1. An electric driving apparatus for an unmanned airplane in which power generated by a first motor and a second motor is transmitted through a common gear to an output stage to move a control surface of a UAV,
A communication unit for receiving the control signal related to the flight;
A sensing unit sensing state of the first and second motors and generating state information of the first and second motors;
A first controller for controlling at least one of the first and second motors based on the steering signal and the state information of the first and second motors;
A second controller for receiving the steering signal from the communication unit and receiving status information of the first and second motors from the sensing unit; And
And a trigger signal generation unit for generating a trigger signal when a failure occurs in the first control unit,
Wherein when the trigger signal is generated, the first control unit suspends control of the at least one, and the second control unit is operable to control the at least one of the steering signal being received and the state of the first and second motors Wherein the control unit controls the at least one of the plurality of electric motors based on the information.
상기 트리거 신호 생성부는, 상기 제1 제어부를 구성하는 각각의 구성들로부터 상기 구성들의 구동정보를 수신하고, 상기 구성들의 구동정보를 기 설정된 결함 트리(fault tree)에 입력하여 상기 제1 제어부에서의 장애 발생 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 전기식 구동장치.The method according to claim 1,
The trigger signal generator receives drive information of the configurations from the respective configurations of the first controller, inputs drive information of the configurations to a predetermined fault tree, Wherein the controller determines whether a failure has occurred or not.
상기 제1 제어부에 전원을 공급하는 제1 전원공급부와 상기 제2 제어부에 전원을 공급하는 제2 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 전기식 구동장치.3. The method of claim 2,
Further comprising a first power supply unit for supplying power to the first control unit and a second power supply unit for supplying power to the second control unit.
상기 제1 제어부의 장애는 내부전원의 장애, 제어회로의 장애 및 액추에이터 구동회로의 장애, 상기 제1 전원공급부의 장애 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 전기식 구동장치.The method of claim 3,
Wherein the failure of the first control unit includes at least one of failure of an internal power supply, failure of a control circuit, failure of an actuator driving circuit, and failure of the first power supply unit.
상기 제1 제어부 또는 상기 제2 제어부는, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 중 어느 하나에 장애가 발생하는 경우, 다른 하나를 제어하여 상기 동력을 생성하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 전기식 구동장치.The method according to claim 1,
Wherein the first control unit or the second control unit controls the other one of the first motor and the second motor to generate the power when a failure occurs in any one of the first motor and the second motor.
비행과 관련된 조종신호를 제1 제어부와 제2 제어부에 전송하는 단계;
상기 제1 및 제2 모터의 상태를 감지하여 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 생성하고, 생성된 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보를 상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부에 전송하는 단계;
상기 제1 제어부가 상기 조종신호 및 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어하는 단계;
상기 제1 제어부에 장애가 발생하는 경우, 트리거 신호를 생성하는 단계; 및
상기 트리거 신호가 생성되면, 상기 제1 제어부는 상기 적어도 하나에 대한 제어를 중지하고, 상기 적어도 하나가 연속적으로 제어되도록 상기 제2 제어부는 수신 중이던 상기 조종신호와 상기 제1 및 제2 모터의 상태정보에 근거하여 상기 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함하는 전기식 구동장치의 제어방법.A control method for an electric driving apparatus for transmitting power generated by a first motor and a second motor to an output end through a single common gear for moving a control surface of an unmanned airplane,
Transmitting a control signal related to the flight to the first control unit and the second control unit;
Generates state information of the first and second motors by sensing the states of the first and second motors and transmits the generated state information of the first and second motors to the first controller and the second controller ;
Controlling at least one of the first and second motors based on the steering signal and the state information of the first and second motors;
Generating a trigger signal when a failure occurs in the first control unit; And
Wherein when the trigger signal is generated, the first control unit suspends control of the at least one, and the second control unit is operable to control the at least one of the steering signal being received and the state of the first and second motors And controlling the at least one based on the information.
상기 트리거 신호를 생성하는 단계는,
상기 제1 제어부를 구성하는 각각의 구성들로부터 상기 구성들의 구동정보를 수신하는 단계;
상기 구성들의 구동정보를 기 설정된 결함 트리(fault tree)에 입력하여 상기 제1 제어부에서의 장애 발생 여부를 결정하는 단계; 및
상기 제1 제어부에 장애가 발생하는 경우, 상기 트리거 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기식 구동장치의 제어방법.The method according to claim 6,
Wherein the generating of the trigger signal comprises:
Receiving drive information of the configurations from respective configurations constituting the first controller;
Inputting drive information of the structures into a predetermined fault tree to determine whether a fault has occurred in the first control unit; And
And generating the trigger signal when a failure occurs in the first control unit.
상기 제1 제어부에 전원을 공급하는 제1 전원공급부와 상기 제2 제어부에 전원을 공급하는 제2 전원공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기식 구동장치의 제어방법.8. The method of claim 7,
Further comprising a first power supply unit for supplying power to the first control unit and a second power supply unit for supplying power to the second control unit.
상기 제1 제어부의 장애는 내부전원의 장애, 제어회로의 장애 및 액추에이터 구동회로의 장애, 상기 제1 전원공급부의 장애 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기식 구동장치의 제어방법.9. The method of claim 8,
Wherein the failure of the first control unit includes at least one of an internal power supply failure, a control circuit failure, an actuator drive circuit failure, and a failure of the first power supply unit.
상기 제1 제어부 또는 상기 제2 제어부는, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 중 어느 하나에 장애가 발생하는 경우, 다른 하나를 제어하여 상기 동력을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기식 구동장치의 제어방법.The method according to claim 6,
Wherein the first control unit or the second control unit further includes a step of generating the power by controlling another one of the first motor and the second motor when a failure occurs in the first motor and the second motor, A method of controlling a device.
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|---|---|---|---|---|
| KR101640489B1 (en) | 2016-03-03 | 2016-07-18 | 주식회사 컨트로맥스 | Electro-mechanical actuator for the aircraft with anti-shock function |
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| WO2018010130A1 (en) * | 2016-07-14 | 2018-01-18 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Programmable motor controller using a motor |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003219692A (en) | 2002-01-25 | 2003-07-31 | Ihi Aerospace Co Ltd | Redundant motor device |
| JP2003264992A (en) | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Multi-control redundant motor, multi-control actuator, and redundancy control method therefor |
| JP2009195026A (en) | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Toyota Motor Corp | Motor drive device and hybrid drive device |
| KR20120058911A (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-08 | 엘에스산전 주식회사 | Multi level inverter having dual driving stage |
-
2014
- 2014-11-27 KR KR20140167724A patent/KR101494780B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003219692A (en) | 2002-01-25 | 2003-07-31 | Ihi Aerospace Co Ltd | Redundant motor device |
| JP2003264992A (en) | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Multi-control redundant motor, multi-control actuator, and redundancy control method therefor |
| JP2009195026A (en) | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Toyota Motor Corp | Motor drive device and hybrid drive device |
| KR20120058911A (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-08 | 엘에스산전 주식회사 | Multi level inverter having dual driving stage |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101640489B1 (en) | 2016-03-03 | 2016-07-18 | 주식회사 컨트로맥스 | Electro-mechanical actuator for the aircraft with anti-shock function |
| KR101658459B1 (en) | 2016-06-28 | 2016-09-22 | 주식회사 컨트로맥스 | Dual-redundancy electro-mechanical actuator for the aircraft with torque conflict prevention function |
| WO2018010130A1 (en) * | 2016-07-14 | 2018-01-18 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Programmable motor controller using a motor |
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