• Journal of Biosystems Engineering
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• 제36권6호
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• pp.476-483
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• 2011

The aerial application using an unmanned helicopter has been already utilized and an attitude controller would be developed to enhance the operational convenience and safety of the operator. For a preliminary study of designing flight controller, a state space model for an RC helicopter would be identified. Frequency sweep flight tests were performed and time history data were acquired in the previous study. In this study, frequency response of the flight test data of a small unmanned helicopter was analyzed by using the CIFER software. The time history flight data consisted of three replications each for collective pitch, aileron, elevator and rudder sweep inputs. A total of 36 frequency responses were obtained for the four control stick inputs and nine outputs including linear velocities and accelerations and angular velocities in 3-axis. The results showed coherence values higher than 0.6 for every primary control inputs and corresponding on-axis outputs for the frequency range from 0.07 to 4 Hz. Also the analysis of conditioned frequency response showed its effectiveness in evaluating cross coupling effects. Based on the results, the dynamic characteristics of the model helicopter can further be analyzed in terms of transfer functions and the undamped natural frequency and damping ratio of each critical mode.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.916-924
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• 2008

In this paper dynamic modeling parameters were estimated using a frequency domain estimation method. A systematic flight test method was employed using preprogrammed multistep excitation of the swashplate control input. In addition when one axis is excited, the autopilot is engaged in the other axis, thereby obtaining high-quality flight data. A dynamic model was derived for a small scale unmanned helicopter (CNUHELI-020, developed by Chungnam National University) equipped with a Bell-Hiller stabilizer bar. Six degree of freedom equations of motion were derived using the total forces and moments acting on the small scale helicopter. The dynamics of the main rotor is simplified by the first order tip-path plane, and the aerodynamic effects of fuselage, tail rotor, engine, and horizontal/vertical stabilizer were considered. Trim analysis and linearized model were used as a basic model for the parameter estimation. Doublet and multistep inputs are used to excite dynamic motions of the helicopter. The system and input matrices were estimated in the frequency domain using the equation error method in order to match the data of flight test with those of the dynamic modeling. The dynamic modeling and the flight test show similar time responses, which validates the consequence of analytic modeling and the procedures of parameter estimation.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.13-19
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• 2018

본 논문에서는 저고도 무인기 교통관리 체계에서 운용될 무인기의 사용 용도별로 비행패턴을 분석하였고, 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 무인기 비행패턴은 감시형, 선회형, 배송형 패턴으로 분류하였으며, 무인기 사용 용도별로는 농업, 시설 점검, 공공안전 및 보안, 물품 배송으로 총 네 가지 경우를 고려하였다. 또한 저고도 무인기 교통관리 체계에 적용할 공역 운용방식을 검증하기 위한 도구로써 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모형을 감시형 비행패턴에 적용해 보았으며, 그 결과 정해진 입력을 받아 주어진 비행패턴을 그리며 비행하는 것을 확인 및 검증하였다. 본 시뮬레이션 모형은 향후 무인기가 다양한 비행패턴을 그리며 해당 용도에 맞게 안전하고 효율적으로 운항할 수 있는지 검증하는데 사용될 예정이다.

• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 2009

스마트무인기는 수직이착륙과 고속비행이 동시에 가능하도록 헬리콥터와 고정익 항공기 의 장점을 결합한 틸트로터 항공기이다. 현재 지상통합시험을 수행중이며, 4자유도 지상치구시험과 안전줄 호버시험을 거쳐 비행시험을 수행할 예정이다. 스마트무인기에 적용된 제어법칙을 검증하기 위해서 40%축소기를 개발하여 비행시험을 수행하였다. 비행시험결과 예측하기 어려웠던 틸트로터 항공기의 고유한 기술적인 문제점들이 발생하였으며, 이러한 문제점을 해결하여 전자동 비행시험을 완료하였다. 본 논문에서는 국내 최초로 수행된 축소형 틸트로터 항공기의 비행시험 과정 중에 발생한 주요한 문제점을 서술하고, 그 해결과정을 상세하게 기술하였다. 축소형 틸트로터 항공기의 전자동 비행시험 수행을 통해 경험한 시행착오와 개선사항은 향후 계획된 스마트 무인기의 실물기 비행시험을 성공할 수 있는 훌륭한 초석이 될 것이다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.148.5-148
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• 2001

In this report, an adaptive flight control law based on a linear-parameter-varying (LPV) model is presented for a flight control system. The control system is designed to track an output of a vehicle to a reference signal from the guidance system, which generates a reference flight path. The proposed adaptive control law adjusts the controller gains continuously on line as flight conditions change. The obtained adaptive controller guarantees global stability over a wide flight envelope. Computer simulation involving six-degree-of-freedom nonlinear flight dynamics is applied to Japan´s automatic landing flight experimental vehicle (ALFLEX) to examine the effectiveness of the proposed adaptive flight control law.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.207-213
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• 2005

This paper deals with an autonomous flight guidance and control algorithm design for TR301 tilt-rotor airplane under development by Korea Aerospace Research Institute for simulation purpose. The objective of this study is to design autonomous flight algorithm in which the tilt-rotor airplane should follow the given waypoints precisely. The approach to this objective in this study is that, first of all, model-based inversion is applied to the highly nonlinear tilt-rotor dynamics, where the tilt-rotor airplane is assumed to fly at helicopter flight mode(nacelle angle=0 deg), and then the control algorithm, based on classical control, is designed to satisfy overall system stabilization and precise waypoint following performance. Especially, model uncertainties due to the tiltrotor model itself and inversion process are adaptively compensated in a simple neural network(Sigma-Phi NN) for performance robustness. The designed algorithm is evaluated in the tilt-rotor nonlinear airplane in helicopter flight mode to analyze the following performance for given waypoints. The simulation results show that the waypoint following responses for this algorithm are satisfactory, and control input responses are within control limits without saturation.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.88-93
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• 2003

본 논문은 헬리콥터용 시뮬레이션 프로그램 개발에 관한 연구이다. 일반적으로 헬리콥터 비행시뮬레이션에 사용되는 수학모델은 고 충실도를 가져야 한다. 그러므로 시뮬레이션을 실행할 때 보다 정교하 공력 모델이 필요하게 되며, 계산시간이 많이 걸린다. 어떠한 특수 목적을 수행하는 UAV 비행제어시스템에서는 제어기를 설계할 때 사용되는 선형모델을 비선형모델로부터 얻는 시간을 최소화 하는 것이 중요하다. 이와 같은 목적을 달성하기 위한 첫 번째 단계는 실제로 헬리콥터 동특성을 잘 나타내는 비선형 모델을 완성하는 일이다. 두 번째 단계는 비선형방정식으로부터 특정 비행조건에 맞는 트림값을 계산하는 것이다. 그리고 나서 수치적인 방법으로 안정미계수와 조종미계수를 계산하여 특정 비행 상태 조건에 부합하는 선형모델을 구한다. 이러한 과정을 편리하게 처리하는 프로그램을 MATLAB GUI를 사용해서 개발하였다. 이 논문에서 제안된 방법은 기존의 실물크기 모델헬리콥터 시뮬레이션 방법에 비해 간략화된 것이다. 따라서 선형모델을 얻기까지의 연산시간이 짧아서 무인헬리콥터의 비행제어시스템을 설계하는데 유용할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.268-277
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• 2019

유도무기 비행시험 시스템은 비행시험 중 여러 가지 상태를 실시간으로 감시하고 비상상황 발생 시 안전조치를 수행할 수 있어야 한다. 점차 복잡화, 광역화되고 있는 비행시험의 환경 변화 속에서 시험안전 확보의 중요성이 더욱 증대되고 있다. 또한 국내외 정세 변화와 전시작전권 전환 등으로 인하여 다수의 유도무기체계가 동시에 개발되어야 하고 동시에 연구개발 및 시험평가 기간단축을 통한 조기 전략화 및 예산절감도 요구되는 상황이다. 이에 따라 국내의 부족한 시험장 자원 여건 하에서 비행시험 시 발생되는 위험은 증가하고 있으며 시험안전 확보를 위한 대책 마련이 시급한 실정이다. 이러한 요구에 부응하기 위해서 연구개발 초기 단계에서부터 비행시험 시스템의 문제를 식별하고 대처방안을 마련할 수 있도록 모델기반 비행시험 시스템 개발을 본 연구의 목표로 설정하였다. 구체적으로 유도무기 비행시험의 설계 및 검증 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 선진 시험평가기관에서 연구하고 있는 Agile 방식의 Shift Left 시험평가 방법론과 항공우주분야에서의 시스템 참조모델을 활용하였다. 연구개발 단계에서 유도무기체계와 동시에 설계를 진행하고 비행시험 요구사항에 대한 상호 간의 결함을 조기에 식별하여 수정함으로써 시험평가 단계에서 수행하는 비행시험 시 발생될 위험을 완화할 수 있다. 또한 항공우주분야에서 복잡한 시스템을 통합하고 검증하는 데 적용하고 있는 참조모델을 기반으로 시스템 모델링 표준 언어인 SysML을 활용하여 모델기반 비행시험 시스템을 구현함으로써 다수의 유도무기 비행시험 설계에 적용할 수 있는 확장성을 갖고 있으며, 시뮬레이션 분석을 통해 비행시험에서 발생하는 문제를 조기에 식별하고 조치함으로써 시험평가 기간의 지연을 방지할 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.1130-1137
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• 2006

Relaxed Static Stability(RSS) concept has been applied to improve aerodynamic performance of modern version supersonic jet fighter aircraft. Therefore, the flight control systems are necessary to stabilizes the unstable aircraft and provides adequate handling qualities. The initial production flight control system are verified by flight test and it's always an elements of danger because of flight-critical nature of control law function and design error due to model base design method. These critical issues impact to flight safety, and it could be lead to a loss of aircraft and pilot's life. Therefore, development of an easily modifiable RFCS(Research Flight Control System) capable of reverting to a PFCS(Primary Flight Control System) of reliable control law must be developed to guarantee the flight safety. This paper addresses the concept of SSWM(Software Switching Mechanism) using the fader logic such as TFS(Transient Free Switch) based on T-50 flight control law. The result of the analysis based on non-real time simulation in-house software using SSWM reveals that the flight control system are switching between two computers without any problem.

• 소음진동
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• 제10권5호
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• pp.792-799
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• 2000

Aircraft noise in the vicinity of Kimpo international airport has damaged to large number of people who live in communities. This paper investigates noise exposed area due to aircraft flight based on prediction modeling program INM and flight path data. Especially effect on route for aircraft has been considered. Ti also examines noise impact for various flight modes, such as a thrust cutback climb method.