• 한국항공우주학회지
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• 제38권3호
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• pp.207-212
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• 2010

본 논문에서는 고정익 무인항공기의 그물망 자동착륙을 위한 나선형 강하궤적과 종말 유도기법을 설계하였다. 시야가 확보된 좁은 지역에서 착륙하도록 고정익 항공기의 나선형 강하궤적을 설계하였고, 나선형 강하의 끝점에서 그물망 입사방향을 향하도록 비행경로각 명령을 생성하였다. 종말유도 단계에서는 그물망 중심으로의 정밀한 유도를 위하여 시선각 정보 기반 의사추적 유도기법을 설계하였다. 고정익 무인항공기의 시스템 인식 모델을 이용한 6자유도 수치 시뮬레이션을 수행하여 제안한 나선형 착륙비행의 성능을 검증하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제38권1호
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• pp.1-8
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• 2013

Purpose: Path planning and tracking algorithms applicable to various agricultural operations, such as tillage, planting, and spraying, are needed to generate steering angles for auto-guidance tractors to track a point ahead on the path. An optimal coverage path algorithm can enable a vehicle to effectively travel across a field by following a sequence of parallel paths with fixed spacing. This study proposes a path generation and tracking algorithm for an auto-guided Korean tractor with a tillage implement that generates a path with C-type turns and follows the generated path in a paddy field. A mathematical model was developed to generate a waypoint path for a tractor in a field. This waypoint path generation model was based on minimum tractor turning radius, waypoint intervals and LBOs (Limit of Boundary Offsets). At each location, the steering angle was calculated by comparing the waypoint angle and heading angle of the tractor. A path following program was developed with Labview-CVI to automatically read the waypoints and generate steering angles for the tractor to proceed to the next waypoint. A feasibility test of the developed program for real-time path tracking was performed with a mobile platform traveling on flat ground. The test results showed that the developed algorithm generated the desired path and steering angles with acceptable accuracy.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.833-842
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• 2011

The objectives of this research are development of guidance, navigation and control system for RUAV on virtual instrumentation and real flight test. For this research, the system is divided to DAQ (data acquisition) section, actuator section and controller section. And the hardware and software on each sections are realized on LabVIEW base. Waypoint guidance and control of auto flight are realized using PID gain tuning and waypoint vector tracking guidance algorism. For safe flight test, auto/manual switching module isolated from FCS (Flight Control System) is developed. By using the switch module, swift mode change was achieved during emergency flight case. Consequently, a meter level error of flight performance is achieved.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권8호
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• pp.50-57
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• 2003

헬리콥터를 공간상에서 비교적 가까운 거리에 불규칙하게 주어진 여러 경로점을 따라 비행하는 것은 아주 실제적인 임무인데 이러한 임무에서 최적의 경로를 찾는 것은 어려운 문제에 속한다. 역제어나 직접법을 사용하는 전통적 접근은, 역제어의 경우에는 전 구간의 경로를 시간의 함수로 미리 설정해야 한다거나, 직접법의 경우 계산시간이 너무 많이 소요 된다는 등의 제약으로 그 활용성이 제한적이었다. 본 논문에서는 최적제어기법을 적용하여 다중경로점이 주어진 문제에 대해 최적경로를 구하는 알고리듬을 개발하고 이를 이용하여 slalom 운동과 전체적으로 곡선이 경로에서 일부구간만 선형으로 주어지는 문제 등에 있어서의 헬리콥터의 최적경로를 구하고 그 효용성을 검증하였다.

• 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.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.1238-1243
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• 2008

This paper presents an HILS(Hardware in the Loop Simulations) based experimental study for the UAV's flight trajectory planning/generation algorithms and guidance/control laws. For the various mission that is loaded on each waypoint, proper trajectory planning and generation algorithms are applied to achieve best performances. Specially, the 'smoothing path' generation and the 'tangent orbit path' guidance laws are presented for the smooth path transitions and in-circle loitering mission, respectively. For the control laws that can minimize the effects of side wind, side slip angle($\beta$) feedback to the rudder scheme is implemented. Finally, being implemented on real hardwares, all the proposed algorithms are validated with integrations of hardware and software altogether via HILS.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제13권1호
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• pp.90-98
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• 2012

In this paper, the Integrated Guidance and Control (IGC) law is proposed for the Rotary Unmanned Aerial Vehicle (RUAV). The objective of the IGC law is to consider the nonlinear dynamic characteristics of the RUAV and to design a guidance law which takes into consideration the nonlinear relationship between kinematics and dynamics. In order to control the RUAV system, sliding mode control scheme is adopted. As the RUAV is an under-actuated system, a slack variable approach is used to generate the available control inputs. Through the Lyapunov stability theorem, the stability of the proposed IGC law is proved. In order to verify the performance of the IGC law, numerical simulations are performed for waypoint tracking missions.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제7권2호
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• pp.137-144
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• 2006

The objective of this paper is to present trajectory guidance and control system with a dynamic inversion for a small unmanned aerial vehicle (UAV). The UAV model is expressed by fixed-mass rigid-body six-degree-of-freedom equations of motion, which include the detailed aerodynamic coefficients, the engine model and the actuator models that have lags and limits. A trajectory is generated from the given waypoints using cubic spline functions of a flight distance. The commanded values of an angle of attack, a sideslip angle, a bank angle and a thrust, are calculated from guidance forces to trace the flight trajectory. To adapt various waypoint locations, a proportional navigation is combined with the guidance system. By the decision logic, appropriate guidance law is selected. The flight control system to achieve the commands is designed using a dynamic inversion approach. For a dynamic inversion controller we use the two-timescale assumption that separates the fast dynamics, involving the angular rates of the aircraft, from the slow dynamics, which include angle of attack, sideslip angle, and bank angle. Some numerical simulations are conducted to see the performance of the proposed guidance and control system.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권12호
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• pp.981-988
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• 2021

본 논문에서는 다수 고정익 소형무인기 군집비행을 위한 분산형 유도 알고리듬 설계를 다룬다. 군집비행을 통한 임무 수행을 위해서 각 무인기들은 집결, 선회, 경로점, 개별 비행 등의 기동이 필요하다. 이를 위해서는 경로 추종, 떼비행, 충돌 회피가 요구된다. 본 논문에서는 상기 기동들을 수행하기 위해 벡터필드(경로 추종), 증강 쿠커-스메일 모델(떼비행), 포텐셜 필드(충돌 회피) 기법들을 활용한 통합 유도 알고리듬을 제안한다. 통합 유도 명령 생성을 위해 각 기법에서 생성된 유도 명령을 가중치에 따라 혼합할 수 있게 설계하며, 19대의 소형 고정익 무인기를 이용한 비행시험을 통해 제안한 군집 유도 알고리듬의 성능을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.498-509
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• 2010

In this paper, a waypoint guidance law Line Tracking algorithm is designed for testing an Unmanned Airship. In order to verify, we develop an autonomous flight control and test system of unmanned airship. The flight test system is composed FCC (Flight Control Computer), GCS (Ground Control System), Autopilot & Guidance program, GUI (Graphic User Interface) based analysis program, and Test Log Sheet for the management of flight test data. It contains flight test results of single-path & multi-path following, one point continuation turn, LOS guidance, and safe mode for emergency.