• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.290-299
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• 2017

Reconfigurable flight control using various kinds of adaptive control methods has been studied since the 1970s to enhance the survivability of aircraft in case of severe in-flight failure. Early studies were mainly focused on the failure of actuators. Recently, studies of reconfigurable flight controls that can accommodate complex damage (partial wing and tail loss) in conventional aircraft were reported. However, the partial wing loss effects on the aerodynamics of conventional type aircraft are quite different to those of BWB(blended wing body) aircraft. In this paper, a reconfigurable flight control algorithm was designed using a direct model reference adaptive method to overcome the instability caused by a complex damage of a BWB aircraft. A model reference adaptive control was incorporated into the inner loop rate control system enhancing the performance of the baseline control to cope with abrupt loss of stability. Gains of the model reference adaptive control were polled out using the Liapunov's stability theorem. Outer loop attitude autopilot was designed to manage roll and pitch of the BWB UAV as well. A 6-DOF dynamic model was built-up, where the normal flight can be made to switch to the damaged state abruptly reflecting the possible real flight situation. 22% of right wing loss as well as 25% loss for both vertical tail and rudder control surface were considered in this study. Static aerodynamic coefficients were obtained via wind tunnel test. Numerical simulations were conducted to demonstrate the performance of the reconfigurable flight control system.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권9호
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• pp.114-129
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• 1996

This paper describes the whole development phase for the underwater vehicle actuating system with high hydroload torque disturbance. This includes requirement analysis, system modeling, control algorithm design, real time implementation, test and performance evaluations. As for driving control algorithms, fuzzy logic, variable structure and PD(Proportional-Differential) algorithm were designed and implemented on board controller using a single chip microprocessor. Intel 8797. And test and performance evaluation is carried out both single test and wystem integration test. We could confirm the basic performance of actuating system through the single test and gereral developing work of any actuating systems was finished with a single performance test of actuating system without system integration test. But, we suggested that system integration test be needed. System integration test is carried out using G/C HILS(Guidance and Control Hardware-In-the -Loop Simulation) which is constituted flight motion simulator, load simulator, real time host computer and the related subsystems such as inertial navigation system, power supply system and Guidance and Control Computer etc.. The most important practical contribution of this paper is that full system characteristics such as minimal control effort, enhancement of guidance and autopilot performance by the actuating system using G/C HILS technique are investigated. Through full running G/C HILS, in spite of the passing to single tests, some control algorithm resulted in failure as to stability of full system and system time frame.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.571-577
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• 2012

본 논문에서는 소형 무인항공기에 대한 비행제어 시스템을 동적 보상기를 이용하여 설계하였다. 제안된 제어 시스템은 정상상태 오차를 줄이면서 과도응답 특성을 개선하여 고도 변화 및 목표점 통과 명령에 대해 비행 안정성을 확보하고자 하였다. 제안된 비행 제어기는 내부 루프와 외부 루프의 이중 구조로 구성되며, 내부 루프는 PD 제어기를 사용하여 과도응답을 개선하도록 하며 외부 루프는 동적 보상기를 사용하여 과도 응답 및 정상 상태 오차를 개선하도록 하였다. 고도 추종 및 목표점을 통과하도록 하는 비행실험을 통하여 제안된 기법의 성능을 평가하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권5호
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• pp.469-476
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• 2008

In this paper, it is shown that an input-output (I/O) feedback linearized controller can be designed rationally by utilizing the time-scale properties of heave and pitch for an underwater vehicle. It is assumed that the dynamics of the vehicle is restricted to the vertical plane. An output-feedback control is designed, which stabilizes steady cruising paths. It is shown that the vehicle dynamics with acceleration as output becomes minimum phase. The dynamics can be transformed into a reduced system through a kind of partial linearization and singular perturbation technique. The reduced system is not only minimum phase but also exactly I/O linearizable via feedback. The I/O dynamic characteristics of the heave and pitch modes can be made linear and decoupled. Furthermore it becomes independent of cruising condition such as vehicle velocity. This study may help for designing autopilot systems for underwater vehicles.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제6권2호
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• pp.64-75
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• 2005

The Stratospheric Airship Platform (SAP) has a capability of performing the autonomous and guidance flight to satisfy given missions. To be used as the High Altitude Platforms (HAPs), the capabilities of controlling platform's accurate position and keeping the station point are the most important features. Under this circumstances Autonomous Flight Control System (AFCS) is a critical system and plays a key role in achieving the given requirements and succeeding in missions. In this paper, the design and analysis results of the AFCS algorithms and controller are presented. The brief summary of the AFCS hardware structure is also explained. The autopilot controller and guidance logics were designed based on the linear dynamics of the unmanned airship platform and the full nonlinear dynamics was considered to evaluate and verify their performances.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.21-26
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• 2024

본 연구에서는 고정도 DGPS 및 단빔음향측심기가 탑재된 수상드론을 개발하였다. 수상드론과 지상제어시스템을 사용하여 저수지 수심을 측량하였다. 상용 소프트웨어인 ReefMaster를 사용하여 3차원 맵핑 도면을 제작하였다. 수상드론을 사용함으로써 작업의 정확도와 효율성을 높였다. 기존인력으로 어려웠던 수심측량을 자동항법으로 수행하고, 저수지의 용적량을 계산하였다. 3D 매핑 도면을 활용하여 저수지 준설 및 생태환경 등을 상세하게 조사할 수 있었다. 또한, 환경문제 등을 파악하는 것에도 효율적일 것으로 예상된다.

• 한국항행학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.112-119
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• 2004

본 논문에서는 무인기용으로 개발된 자세측정용 GPS/INS 통합 항법 시스템의 설계 개념을 제안하고 비행실험을 통한 성능 평가 결과를 제시한다. 제안하는 시스템은 무인 항공기 자동 비행 시스템의 일부분으로 설계되었고 자세측정용 GPS 수신기, 항법 컴퓨터, 상용의 IMU(Inertial Measurement Unit)로 이루어져 있다. 제안된 항법 시스템은 소형 저가의 구현이 가능하면서도 무인 항공기의 안정된 비행 제어를 위해 요구되는 정확도를 가지는 자세 정보를 제공 할 수 있다. 제안된 시스템을 검증하기 위한 통합 항법 하드웨어와 소프트웨어를 개발하였다. 비행 실험을 통하여 성능 평가를 수행하였다. 비행 실험 결과 개발된 항법 시스템은 GPS 또는 INS 단독보다 정확한 위치, 속도, 자세 정보를 제공하는 것을 확인 할 수 있었고 특히 자세 결과는 기준 자세 시스템과 비교를 통하여 정확도를 확인 할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권12호
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• pp.1124-1132
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• 2011

본 논문에서는 2차원 공간에서 기동하는 고정익 무인항공기의 장애물 회피를 위한 부드러운 경로궤적을 생성하는 문제를 다룬다. 2차원 장애물맵의 이산화 모델링을 위해 육각형 격자를 채택하였고, 이는 사각형 격자에 비해 연결성이 높아 부드러운 경로궤적 생성이 가능하도록 하였다. 특히 본 논문에서 제안된 경로템플릿 기법은 일정거리 단위로 조합 가능한 대표경로들(경로템플릿)을 사용하여 무인항공기의 기준경로를 생성하는 방법이고, 온라인 경로궤적 생성에서 계산량을 줄여 메모리 및 연산리소스가 제한되는 소형 오토파일럿에서도 적용이 가능하다는 장점이 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권1호
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• pp.8-14
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• 2011

RIB(Rigid Inflatable Boat) is widely used for coastal transportation in the commercial use and for ISR(Intelligence, Surveillance, Reconnaissance) in the military use. Since RIB is around 10 meters in length and over 30 knots in speed, its motion characteristics in waves is quite different from a large scale ship. When it turns, large roll occurs and heeling direction is opposite to the large ship's case. Currently, many countries are developing USV(Unmanned Surface Vehicle) of which type is RIB. In order to develop high performance autopilot and way point controller, it is very important to identify RIB's motion characteristics. In this paper, sea trial test results of a 7-meter RIB such as speed, turning, zig-zag, and way point control tests were represented and its resistance and propulsion model was identified by using sea trial data and Savitsky's formula. In addition, the state space model which will be used in the identification of the four-degree-of-freedom dynamics in the next step was formulated and the identification procedure was proposed.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권4호
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• pp.316-323
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• 2016

무인항공기는 자동모드에서는 사전에 계획된 항로점(비행이거나 이/착륙)들을 입력받아 자동으로 비행한다. 무인항공기는 수동모드에서도 유인항공기와 달리 조종사가 비행체에 탑승하지 않고 지상 통제실에서 조종입력을 인가하면 무선 데이터링크를 통하여 조종입력을 전달 받아 비행하게 된다. 데이터 링크는 여러 가지 이유로 통신두절이 될 수 있으며, 이때 무인항공기는 자동으로 비행모드를 수동에서 자동으로 전환하여 비행해야 한다. 그러므로 무인항공기에서 비행조종컴퓨터는 비행안전을 담당하는 매우 중요한 장비로 철저한 검증이 요구된다. 본 논문은 무인항공기의 비행제어컴퓨터가 비행성 요구조건을 만족하고, 다양한 고장이나 비상상황에서도 강건함을 입증할 수 있도록 비행제어 알고리즘의 검증환경인 HILS(Hardware In the Loop Simulation) 시험환경을 개발할 때 고려해야 할 사항들을 연구한 것으로 비행제어 HILS 시험환경의 구성장비들과 기타 고려사항 들을 제시한다.