• 한국항공우주학회지
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• 제44권7호
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• pp.552-561
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• 2016

본 연구에서는 강제진동 기법을 이용하여 람다형상을 갖는 무미익 무인기의 동안정 미계수를 측정하였다. 강제진동 기법은 시험모델을 일정한 크기의 각 변위로 진동시키면서 항공기에 작용하는 공력의 시간이력(time history) 데이터를 측정하고, 입력진동 대비 공력데이터의 위상차와 진폭을 추출함으로써 비행체의 동안정 미계수를 계산하는 방법이다. 본 연구에서는 롤, 피치, 요 방향으로 각각 진동시킬 수 있는 실험 장치를 설계, 제작하여 국내 최초로 무미익 항공기의 동안정 미계수 측정 시험을 수행하였다. 롤 댐핑 동안정 미계수 측정 결과, 진동 주파수와 진동의 크기가 증가하여도 동안정 미계수의 경향성은 동일하게 나타나며, 전반적으로 측정 받음각 구간에서 안정한 특성을 보였다. 피치 댐핑 동안정 미계수의 경우 작은 진동 주파수에서 동적으로 더 안정해지며, 받음각 $15^{\circ}$ 이상에서는 동적으로 불안정해지는 경향성을 보였다. 각 시험데이터들은 반복성 시험을 통해 데이터의 신뢰성을 검증하였으며, 본 연구에 적용된 강제진동 기법이 무미익 항공기의 동안정 미계수를 성공적으로 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.311-318
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• 2004

PCM/FM과 같은 디지털 변조 방식의 텔레메트리 시스템에 있어서 비트 에러율(BER)을 최소화하여 수신된 신호의 품질을 향상시키기 위해서는 충분히 안정된 신호마진을 갖도록 회선설계가 이루어져야 한다. 특히 고속으로 이동하는 비행체의 경우에는 비행체 자세에 따른 송수신 안테나 사이의 안테나 이득패턴의 변화와 비행거리에 따른 손실이 동반되어지며 이로 인해서 회선상의 요동이 발생된다. 본 논문에서는 2002년 11월에 한국항공 우주연구원에서 시험 발사되었던 국내 최초 액체로켓 KSR-III의 비행시험 중에 S-대역 지상국에서 측정된 텔레메트리 신호의 신호대잡음비(SNR) 변화와 로켓의 비행 궤적 및 롤, 피치, 요 등의 자세변화를 고려하여 시뮬레이션으로 계산된 결과를 비교 분석하였으며 이를 통해 회선마진의 변화가 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 또한, 탑재 안테나 개수가 1개인 경우와 롤 변화가 없는 가상의 비행 상황에 대해서 시뮬레이션을 수행하여 회선 변화를 예측할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권5호
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• pp.335-343
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• 2019

한국형발사체 3단의 무추력 비행구간에서는 추력기 자세제어시스템에 의해 롤, 피치, 요 축에 대한 3축을 제어하고, 추력 비행구간에서는 롤 축에 대한 제어를 추력기 자세제어시스템에 의해 수행한다. 발사체 자세제어시스템으로 사용되는 추력기의 추진제는 하이드라진과 같은 전통적인 독성 추진제가 주로 사용되어 왔으나 최근에는 친환경적인 ADN 및 HAN 등과 같은 무독성(청정) 추진제가 많이 연구되고 있다. 특히, 과산화수소 추진제는 독성이 없고 제작 및 시험평가에 있어서 상대적으로 저렴해서 독성 추진제의 대안 중 하나로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 한국형발사체 3단의 자세제어를 위해 개발 중인 50N 급 과산화수소 단일추진제 추력기 자세제어시스템의 설계내용 및 시제품 제작, 시험결과를 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권2호
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• pp.162-169
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• 2011

현대의 고성능 전투기는 공력성능 및 조종성능의 향상을 위하여 대부분 세로축 방향으로 항공기를 불안정하게 설계하는 정안정성 완화 개념을 채택하고 있다. 항공기는 비행제어법칙에 필요한 피치, 롤, 요우각속도, 수직가속도와 같은 항공기 상태정보를 각속도(RSA: Rate Sensor Assembly)와 가속도센서(ASA: Acceleration Sensor Assembly)로부터 획득한다. 항공기에 적용되는 센서는 항공기의 안전을 보장하는 최소한의 허용 가능한 측정 오차를 갖지만, 잡음, 오프셋 등과 같은 허용 범위내의 오차로 인하여 원하지 않는 항공기 운동을 발생시킨다. 비행시험 결과, ASA의 허용 범위내의 측정 오차는 1g 수평비행시에 원하지 않는 기수 숙임 현상을 일으켰다. 본 논문에서는 이러한 오차로 인하여 발생하는 기수 숙임 현상을 개선하기 위해 1g 수평비행 조건에 피치자세각 궤환을 세로축 제어법칙에 적용하였다. 비행시험 결과, 피차자세각 궤환은 1g 수평 비행 시에 기수 숙임현상을 제거하고 항공기의 기본적인 안정성에는 영향을 미치지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.21-28
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• 2020

본 논문에서는 새로운 형태의 전동 외발 손수레를 제안하였다. 제안된 전동 외발 손수레는 작업 동작을 감지하여 작업자의 의도에 따라 안전하고 균형을 잃지 않도록 하면서 자동으로 외발 손수레를 이동시킬 수 있도록 해 준다. 작업자가 손수레의 손잡이를 잡고 위 아래로 기울이면 외발 손수레에 장착된 방위각 센서를 이용하여 전후 방향의 각도인 피치각을 감지하고 이를 전후진 이동 의도로 간주하여 각도의 크기에 비례하는 속력으로 손수레의 바퀴를 가감속 제어하여 전후진시킨다. 또한 기존 손수레와 달리 적재함에도 추가의 자유도를 부가하여 회전할 수 있도록 하였고, 작업 중 손수레가 좌우 방향으로 기울어질 때 기울기인 롤각을 감지하고 이를 기반으로 하여 적재함이 항상 지면과 수평을 유지할 수 있도록 위치 제어하여 작업자가 손수레의 균형을 잃지 않고 안전하고 쉽게 손수레를 운전할 수 있도록 해 준다. 농업 현장이나 산업 현장에서 실제로 사용할 수 있도록 DC 모터와 인휠모터, 모터 드라이버, 2축 방위각 센서와 저가의 마이크로 컨트롤러를 사용하여 경제적이고 효율적인 제어 시스템을 구성하고 기구부 설계 제작도 수행하였다. 또한 피치각의 변화만 있는 경우, 롤각의 변화만 있는 경우, 그리고 피치각과 롤각이 동시에 변화하는 경우에 대한 실험을 통해 개발된 전동 외발 손수레의 안정성과 유용성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권3호
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• pp.88-94
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• 2004

KSR-III 로켓은 액체추진 엔진을 사용한 과학로켓이며, 추력 비행중 피치 및 요 자세제어를 위해 추력벡터제어 방식을 사용하고, 롤 자세를 제어하기 위해 냉가스 추력기를 사용하였다. 본 논문은 KSR-III 로켓의 3축 자세제어를 위해 설계된 자세제어기의 구조와 이득 스케쥴링, 자세 안정성 분석결과에 대해 소개한다. 설계된 자세제어기는 국산화 개발된 관성 항법시스템의 비행소프트웨어로 구현되었는데 비행시험에서 완벽히 작동하였다. 비행에서 측정된 데이터는 시뮬레이션 결과와 거의 일치되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1737_1738
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• 2009

미사일의 표적 충돌각을 원하는 각도로 제어하는 것은 표적의 취약점을 공략하기 위해 필수적인 기술이다. 표적 타격 지점 및 충돌각을 고려하지 않으면 타격에 성공하였다고 하더라도 표적의 방어 능력이 좋거나 신관이 충돌각에 민감하면 표적의 효과적인 파괴에 실패할 수도 있다. 이런 경우 유도 미사일의 종말 유도 효율을 증가시키기 위해 미사일이 표적을 타격하는 각도인 표적 충돌각(Impact Angle)을 제어할 수 있으면 적정 비행경로의 설정에 유리하고 우회공격 등이 가능할 뿐 아니라 미사일 탄두의 효과를 극대화할 수 있다. 하지만 이러한 장점을 갖는 표적 충돌각 유도 기법에 대한 연구는 아직 활발하게 행해지고 있지는 못하다. 기존 연구 결과들은 2차원 평면상에서의 충돌각 제어만을 다루고 있어, 요와 피치 채널의 커플링 문제가 있는 BTT 미사일에 적용하기가 어렵다는 문제점을 갖고 있다. 또한 미사일 동역학을 무시하거나 단순화하여 문제를 풀고 있기 때문에 실제 상황에 적용이 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 3차원 공간상에서의 롤 명령을 모두 포함하면서 동시에 미사일 자동조종제어기, 핀 구동기 동역학을 모두 고려한 새로운 BTT 미사일의 표적 충돌각 유도 기법을 제안한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.48-56
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• 2008

CMG는 인공위성의 자세제어에 필수적인 구동기로 각광받고 있다. 본 논문에서는 CMG의 특이점 회피를 위해 제한된 각운동량 범위(2H)내에서 사용할 경우, CMG의 설계시 고려할 요소를 확인해본다. 아울러 3개의 CMG가 사용될 경우에 대해 필요한 분석과 해석을 수행하였다. 또한 4개의 CMG가 사용될 경우, CMG의 특이점 회피를 위해 기존에 사용하였던 설치방식과 다른 개선된 설치방식을 제안함으로써 위성 운용시 자세기동 빈도가 많은 롤 또는 피치축의 한쪽 축방향 회전에 대한 기동 성능향상 방안을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제55차 동계학술대회논문집 25권1호
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• pp.131-132
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• 2017

본 논문에서는 쿼드콥터 드론의 충돌방지를 위한 효율적인 자동제어 방법을 제안한다. 이 제어방법은 RC 조종기에서 노브를 이용하여 사용자가 제어하는 신호를 쿼드콥터의 리시버단에서 수신한 뒤 출력되는 PWM 신호들 중에서 쓰로틀, 피치, 롤 제어정보를 필요시 변경하는 방법으로 충돌을 방지한다. 충돌을 예측하기 위해서 전후, 좌우, 상하 6방향에 레이저 거리측정센서를 장착하고 주기적으로 거리를 측정한다. 그리고 측정 거리를 이용하여 장애물 유무를 판정하고 충돌이 예상되면 수신된 PWM 신호를 변경하여 쿼드콥터의 비행제어부로 전달함으로써 충돌을 방지하도록 한다. 본 논문에서 제안하는 충돌방지 방법을 쿼드콥터에 적용하여 실험을 통해 검증한 결과, 조종자 부주의 혹은 조종 미숙으로 인해 발생할 수 있는 충돌을 방지할 수 있어 안전성이 향상됨을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.659-666
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• 2016

자기교란은 관성/자기센서를 이용한 자세추정시 추정정확도를 저하시키는 주된 원인이다. 본 논문은 저자가 개발한 6축 관성센서를 이용한 센서가속도 추정용 칼만필터의 확장으로서, 9축 관성/자기센서를 이용하여 운동체의 자세가 지속적으로 변화하는 가운데 운동체 주변 자기교란을 정확히 추정하고, 이를 통해 자기교란환경에서도 정확한 3차원 자세를 추정할 수 있는 병렬 칼만필터를 제안한다. 제안하는 필터는 자기교란벡터를 상태변수로 지정하여 명시적으로 추정하며, 병렬구조이므로 설령 극심한 자기교란에 의해 자세추정이 영향을 받더라도 롤과 피치와는 무관하고 요에만 영향이 국한되는 장점을 지닌다. 제안방법은 로봇이나 선박, 항공기처럼 자기적으로 균등하지 않은 환경에서 운용되는 분야에 효과적으로 적용될 수 있다.