• 문화기술의 융합
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• 제6권1호
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• pp.425-431
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• 2020

소형무인기(SUAV: small unmanned aerial vehicle) 시장은 기술발전과 함께 다양한 분야에서의 활용이 가능해짐에 따라 급격한 성장세를 보이고 있다. 그러나 소형무인기가 급증하면서 고장, 충돌 및 추락사고 또한 해마다 증가하고 있으며, 이러한 사고를 줄이고 안전성 확보를 위한 기술개발이 활발히 연구되고 있다. 특히 비행 중에 예기치 못한 고장이 발생할 경우 이에 대응키 위한 고장 감내(fault tolerance) 시스템의 적용은 필수적이다. 미 국방부에서 발표한 무인기의 사고원인을 분석한 자료에 의하면 비행제어장치의 오류로 인하여 발생하는 사고가 전체 사고 원인 중에 두 번째로 약 28%의 큰 비중을 차지하고 있다. 본 연구에서는 비행제어장치 고장 감내를 위한 비행제어장치 시스템의 이중구조 설계에 대한 제안을 기술하고 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1203-1211
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• 2009

무인잠수정의 동역학은 추진체의 동력학에 의해 큰 영향을 받는다. 무인잠수정의 호버링 또는 저속 상태의 움직임을 제어하는 것은 자동 도킹 혹은 잠수정의 매니퓰레이터의 제어에 있어서 매우 중요하다. 모터기반의 추진체 동역학은 비선형적이며 불확실한 매개변수를 가지고 있다. 결국, 추진기와 동적 커플링을 이루는 무인잠수정의 운동역학도 매우 비선형적이며 불확실한 매개변수를 가지고 있기 때문에 강인제어기가 무인잠수정의 모션제어에 있어서 효과적이라고 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 전기 추진체에 의해 추진되는 무인잠수정의 저속 또는 호버링 상태를 제어하기 위한 강인제어 기법을 보인다. 또한, 비선형성과 불확실한 매개변수가 결합된 무인잠수정의 상태도 강인제어를 이용하여 동시에 제어한다. 강인제어 방법 중에서 슬라이딩 모드 제어기를 설계하여 추진체와 무인잠수정의 불확실한 변수와 비선형성들을 보상하며 원하는 위치를 유지하는 제어방법을 제안하였다. 모의실험을 통하여 제안한 슬라이딩 모드 제어기는 선형제어기인 PD제어기 보다 성능이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.87-92
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• 2005

본 연구에서는 산업용 무인 헬리콥터의 자율비행을 위한 일환으로 퍼지 제어기를 이용하여 고도제어를 하였다. 본 논문에서는 가솔린 엔진을 사용하는 전장 3m급의 무인 헬리콥터를 설계하고 이의 재원을 이용하여 Takagi-Sugeno-Kang 형의 퍼지 제어기법으로 고도 제어기를 구성하였다. 목표 고도값과 고도의 오차, 그리고 속도를 이용하여 입력 선형 맴버쉽 함수를 생성하였다. 이렇게 구성된 멤버쉽 함수를 이용 제어입력을 생성하였고, 생성된 제어입력을 이용하여 메인 로터의 피지를 제어하고 그 결과를 이용하여 속도와 고도를 구하였다. 시뮬레이션을 통하여 설계한 퍼지제어기의 고도제어 성능을 평가하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.489-494
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• 2014

본 논문에서는 무인차량용 다중채널 무선원격 제어시스템의 설계방안을 제안한다. 기존의 무선원격 제어시스템은 단일 제어채널로 구성되어 제어채널에 고장이 발생하였을 때 응급대처가 불가능한 문제점이 있다. 따라서 휴대용 무선원격 제어기와 스테이션용 무선원격 제어로 구성되는 다중채널 무선원격시스템을 제안한다. 무인차량용 다중채널 무선원격 제어시스템을 개발하기 위하여 휴대용 무선원격 제어기와 휴대용 무선원격 제어기를 설계 및 개발하였다. 개발한 무선원격 제어시스템의 성능을 확인하기 위하여 무인차량에 적용하여 주행 실험을 실시하였다. 무선원격제어기의 고장 시 휴대용 무선원격제어기를 이용한 비상정지 실험과 휴대용 무선원격제어기의 고장 시 스테이션용 원격제어시스템을 이용한 비상정지 실험을 실시한 결과 모두 만족하는 비상정지 성능을 발휘함을 검증하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.185-193
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• 2022

본 논문은 쿼드로터 무인기의 위치 및 자세 추적 제어 성능을 향상시키기 위해 RBFNN 방식을 이용한 적응형 슬라이딩 모드 제어를 제안한다. RBFNN은 UAV 동적 모델에서 비선형 함수의 근사화에 활용되며, RBFNN의 가중치는 슬라이딩 표면에 부딪혀 미끄러지는 상태를 보장하기 위해 Lyapunov 안정성 분석의 적응 법칙에 따라 온라인으로 조정된다. 네트워크 근사 오류를 보상하고 기존 채터링 문제를 제거하기 위해 슬라이딩 모드 제어 항은 적응 법칙에 의해 조정되어 시스템의 강력한 성능을 향상시킨다. 제안된 제어 방법의 시뮬레이션 결과는 비선형 쿼드로터 무인 항공기에 적용된 제안된 제어기의 효율성을 확인하였다. 그 결과, 제안된 제어 시스템이 만족스러운 제어 성능과 견고성을 달성함을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권3호
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• pp.264-273
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• 2010

본 연구에서는 무인항공기의 편대비행을 위해서 먼저 단일 무인항공기의 기본적인 자세제어, 고도제어를 포함하는 유도제어시스템을 설계 제작하여 검증하고, 이 시스템을 바탕으로 먼저 선도기의 위치 정보를 이용하여 선도기와 추종기간의 앞뒤거리와 좌우 거리를 피드백하여 비례미분제어한 결과를 보여준다. 보다 안정적이고 성능이 우수한 편대 비행을 위하여 선도기의 위치와 자세 정보를 이용하여 추종기가 따라가야할 가상경로점을 실시간으로 계산하고 이를 바탕으로하여 추종기가 따라가도록 유도 명령을 생성하여 비행제어를 하고, 또한 선도기의 롤명령정보를 추종기의 최종 유도명령에 추가하여 편대 비행 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 이러한 과정은 여러 가지 경우에 대한 비행시험 결과를 분석하여 알고리즘을 점차 개선하는 방식을 취했으며 다소 실험적인 방식으로 최종 편대비행 알고리즘을 확립하였다. 최종적으로 채택한 기법을 이용하여 3대의 무인항 공기를 자동비행 상태에서 편대 비행을 수행한 결과를 보여준다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권9호
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• pp.1019-1025
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• 2014

최근 무인항공기(UAV : Unmanned Aerial Vehicle)에 대한 연구가 다양한 각도로 진행되어 군사용 비행체에 관한 연구에서 부터 민간용 비행체 및 일반 취미 활동용 비행체에 이르기까지 다양하게 연구가 진행되고 있다. 특히, 무인 소형 비행체에 대한 연구는 수직이착륙(VTOL : Vertical Take-Off and Landing)과 용이한 방향전환 및 정지비행(hovering)에 대하여 연구되고 있으며, 이러한 연구부분에 적합한 무인 소형 비행체가 쿼드로터(quardrotor)형 무인비행체를 중심으로 연구되고 있다. 이러한 무인 비행체에 대한 연구는 공기역학적 힘에 의해 부양되므로 복잡한 동역학 분석과정을 필요로 하고 있으며, 이러한 역학적 분석 및 실험적 모델을 바탕으로 제어기를 설계하고 있다. 본 논문에서는 일반적인 PID 제어기를 바탕으로 기본적인 자세제어를 구현한 후, 제어기 설계에 고려하지 못한 비선형적인 요소를 신경회로망(neural networks)의 강화학습(reinforcement learning) 알고리즘을 이용하여 일반적인 제어기 설계에 고려하지 못한 비선형적인 요소를 보완하여 보다 안정적인 쿼드로터의 자세제어 방안을 제시하고자 한다.

• 융합정보논문지
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• 제9권11호
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• pp.118-124
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• 2019

무인항공기의 기술이 많이 보급화 되면서 다양한 종류의 무인항공기 및 임무 다변화에 따라 다양한 종류의 임무 장비가 개발되고 있다. 그중에서도 국내에서는 소형 무인항공기가 활발히 개발되고 있으며 소형 무인기의 효과적인 조정을 위한 비행제어 시스템과 임무 장비의 연동 시스템이 필요하고, 또한 데이터를 처리하여 지상 운용시스템으로 전송을 위한 효율적인 통신장비의 구성 및 운용이 요구되고 있다. 본 논문에서는 소형 무인항공기의 임무 및 제어를 위하여 비행제어 시스템과 임무 장비 제어 시스템을 이용한 임무 장비의 확장, 데이터 링크 통합 및 통신장비 운용에 대하여 서술하였으며 이를 통하여 효과적인 소형 무인항공기의 운용에 대하여 정리하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권1호
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• pp.14-21
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• 2017

매우 큰 정안정성($C_{L{\alpha}}$)을 갖는 틸트덕트 운동모델에 대해 선형 파라미터를 갖는 Sigma-Pi 신경망(SPNN) 제어법칙을 적용하였다. 기존의 비례적분미분(PID) 제어기는 매우 큰 정안정성을 갖는 운동모델이 갖는 강한 기수숙임 문제를 해결하기 어려웠고 이로인해 제어성능을 높일 수 없었다. 이와 달리 외부루프와 내부루프에 모두 적용된 SPNN 제어기는 동역학역변환 및 모델오차를 줄일 수 있는 의사적응제어 명령을 이용해서 과도한 안정성을 개선할 수 있었다. 이를 검증하기 위해서 경로점 추종 시뮬레이션을 이용해서 PID제어 성능과 SPNN제어 성능을 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권12호
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• pp.997-1003
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• 2014

무인항공기의 자동이착륙을 성공적으로 수행하기 위해서는 자동 지상활주 제어는 반드시 설계되어야 하는 중요한 부분이다. 이러한 지상활주 제어기를 설계하기 위해서는 정확하고 신뢰도 높은 착륙장치 모델은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 착륙장치 모델링을 완성하기 위해서 특별히 착륙장치 측력 모델링을 수행하였다. 조향각 명령을 포함한 Cornering Angle을 계산하여 측력을 모델링하였다. 그리고 모델링된 착륙장치 모델을 포함한 비선형 6자유도 시뮬레이션 환경을 이용하여, 항공기의 바람벡터 방향인 Course Angle 오차를 해소하기 위한 전륜 조향(Nose Wheel Steering)과 러더 조향(Rudder Steering)을 동시에 이용하는 자동 지상활주 제어기를 설계하였다. 설계된 지상활주 제어기를 동일하게 적용하여, 착륙장치 모델을 포함한 시뮬레이션 결과와 실제 무인기를 이용한 자동 지상활주 시험 결과를 비교하였고, 이로써 착륙장치 측력 모델링과 지상활주 제어기의 정확성을 입증하였다.