• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.18-26
• /
• 2024

본 논문은 Generic 쿼드 틸트 로터 UAM 항공기 비행 동력학 기반 비선형 수학적 모델링 및 실시간 시뮬레이션 소프트웨어 개발에 관한 연구 결과를 기술한다. 본 연구에서는 NASA의 UAM 임무 형상 및 요구도를 참고하여 Generic 쿼트 틸트 로터 eVTOL UAM 항공기 형상을 설계하고, 공력 데이터베이스 기반 공기역학, 추력 데이터베이스 기반 프롭로터역학, 항공기의 지면반력, 대기환경을 운동모델로 모델링하였다. 또한 회전익 모드, 천이 모드 및 고정익 모드 별 조종방법을 정의, 나셀 틸트각 Corridor 설정 후 실시간 비행 시뮬레이션 소프트웨어에 구현 후 수평비행 트림 해석을 수행하였다. 본 실시간 비행 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 쿼드 틸트 로터 UAM 항공기의 트림 해석뿐 아니라 조종성(Handling Qualities) 예측, 동특성을 고려한 나셀 틸트각 스케줄러 최적화와 회전익, 고정익 및 천이 모드 별 비행 제어법칙 설계/검증 및 비행 시뮬레이터 탑재를 통한 비행 훈련 등 쿼트 틸트 로터 UAM 분야에서 다양한 목적으로 활용 가능할 것으로 예상한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제39권11호
• /
• pp.1060-1068
• /
• 2011

본 논문에서는 실시간 운영체제(Real Time Operating System, RTOS)기반의 실시간 임베디드 시스템용 자바 가상 머신(Jamaica Virtual Machine, JVM)을 이용한 비행운용 프로그램(Operational Flight Program, OFP)의 객체 지향적 개발사례에 대해 기술하였다. 국산화 임무 컴퓨터(Mission Computer, MC)에는 다기능 시현(Multi Functional Display, MFD), 통합 전방 상향 제어(Integrated Up-Front Control, IUFC), 전방 시현(Head-Up Display, HUD) 및 화력 제어(Fire Control, FC)를 지원하는 OFP가 각각의 프로세스에 탑재되어 구동되는데, 본 논문에서는 자바(Java) 기반의 MFD OFP(다기능 시현기에 조종사 참고 정보를 제공하는 비행운용 프로그램)와 미들웨어의 설계 및 구현에 대하여 기술하였다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.109-117
• /
• 2018

The experimental results are presented of an autonomous flight algorithm of a foldable quadcopter with airdrop launching functions. A foldable wing structure enabled the quadcopter to be inserted into a rocket container with limited space. The foldable quadcopter was then separated from the rocket in the air. The flight pattern was tracked using a global positioning system (GPS) with various sensors, including an inertial measurement unit (IMU) module until a designated target position was reached. Extensive field tests were conducted through an international rocket competition, ARLISS 2017, which was held in Black Rock Desert, Nevada, USA. The flight trajectory record of the experiments is stored in electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) embedded in the main control unit. The flight record confirmed that the quadcopter successfully separated from the rocket, executed flight toward the target for a certain length of time, and stably landed on the ground.

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

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.635-640
• /
• 2009

실제 시스템 적용에 있어서, 수중비행체(Underwater Flight Vehicle : UFV)의 자율제어(autonomous control)를 위한 장애물회피(obstacle avoidance) 시스템은 다음과 같은 문제점들을 가지고 있다. 즉, 소나(sonar)는 지역적 탐색영역 내의 장애물 정보만을 제공할 수 있으므로 지역적 정보를 가지며, 에너지 소비 및 음향학적 소음이 적은 시스템이 필요하므로 연속적인 제어입력을 요구한다. 나아가, 구조와 파라메터의 관점에 있어서 용이한 설계 절차를 요구한다. 이 문제를 해결하기 위해서 진화 전략(Evolution Strategy : ES) 및 퍼지논리 제어기(Fuzzy Logic Controller : FLC)를 이용하는 지능형 장애물회피 알고리즘이 제안되었다. 제안된 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 UFV 장애물회피가 수행되었다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 실제 시스템에 존재하는 문제점들을 효과적으로 해결하고 있음을 보여준다.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제44권6호
• /
• pp.559-565
• /
• 2017

무인항공기는 사람이 탑승하지 않고 미리 설계된 프로그램에 따라 동작하기 때문에 전자기 간섭 등의 외부 영향에 대해 높은 신뢰성을 요구한다. 하지만 소형 무인항공기는 무게 및 공간의 제약으로 인해 외부 영향에 대해 물리적으로 완벽한 저항성을 가지도록 만들기가 어렵다. 이러한 여건으로 인해 기존에 운용 중인 소형 무인항공기는 외부 영향으로 비행제어 컴퓨터가 재시작 될 경우 비행체가 추락하는 상황이 발생하기도 하였다. 따라서 본 논문에서는 소형 무인항공기 비행안전성 향상을 위한 비행제어컴퓨터 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 3개의 단계로 이루어져 있다. 첫 번째 단계는 항법장비를 교정하고 유효성을 검증하는 것이다. 두 번째 단계는 이륙단계에 교정데이터를 저장하는 것이다. 세 번째 단계는 비행제어컴퓨터 재시작 발생 시 현재 비행 상태를 판단하고, 비행 중일 경우에 교정데이터를 복구하는 것이다. 제안하는 알고리즘을 실제 소형 무인기에 적용하여 시험한 결과 비행제어컴퓨터가 재시작 되는 상황에도 안전하게 비행 유지가 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.536-544
• /
• 2019

During the assembly and function inspection of missile system, flight simulation process is required. In the conventional flight simulation check of missiles, an inertial navigation system simulator was used to transmit the navigation output data acquired in HILS. There are several disadvantages in terms of check configuration complexity and data synchronization when using the simulator. So we proposed a new flight simulation method that utilizes the nonvolatile built-in memory of the aviation control unit. The data processing procedure and operation procedure of the proposed method for type I and type II missiles are presented. And we analyzed the causes of the difference between proposed method result and the HILS result for type II missile. By comparing the results obtained by the experiments using the proposed method with the results of HILS, the validity of proposed method was confirmed.

• Design & Manufacturing
• /
• 제11권3호
• /
• pp.41-45
• /
• 2017

Drones can be manipulated in a variety of ways. One of the most common controller is joystick method. But joystick controller uses both hands and takes a long time to learn. Particularly, in the case of 8-character flight, it is necessary to use both front and rear flight (pitch), left and right flight (Roll), and body rotation (Yaw). Joystick controller has limitations to intuitively control it. In particular, when the main body rotates, the viewpoint of the forward direction is changed between the drones and the user, thereby causing a mental rotation problem in which the user must control the rotating state of the drones. Therefore, we developed a motion matching controller that matches the motion of the drones and the controller. That is, the movement of the drone and the movement of the controller are the same. In this study, we used a gyro sensor and an acceleration sensor to map the controller's forward / backward, left / right and body rotation movements to drone's forward / backward, left / right, and rotational flight motion. The motor output is controlled by the throttle dial at the center of the controller. As the motions coincide with each other, it is expected that the first drone operator will be able to control more intuitively than the joystick manipulator with less learning.

• 항공우주기술
• /
• 제8권1호
• /
• pp.172-178
• /
• 2009

최근에 개발된 소형제트기는 조종사의 피로경감과 더불어 비행안전성 제고를 위하여 자동비행시스템이 필수적인 요소로 인식되고 있다. 또한, 소형항공기의 항공전자시스템은 집중화된 다중프로세서(centralized multi-processor)와 다중연산 계산구조(multi-process computing architectures)로서 B-777의 Integrated Modular Avionics와 유사한 시스템을 장착하는 추세이다. 이러한 소형항공기 시스템 변화는 고전적 비행방식인 조종사 중심의 비행방식에서 자동비행제어시스템(AFCS) 중심의 비행방식으로의 변화를 야기하였으며 자동 비행제어시스템의 비중은 보다 더 증가하고 있다. 이에 본 논문에서는 상용 소형항공기용 자동비행장치(Autopilot)에 대한 HILS를 구성하여 성능을 검증하였다. 또한, 현재 개발하고 있는 FBW용 FCC(Flight Control Computer)에 탑재될 자동비행 알고리듬에 대한 성능을 PILS를 통하여 확인하였고, 상용 Autopilot에 대한 HILS 결과와 같은 조건에서 비교하여 그 성능을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 1998년도 제13차 학술회의논문집
• /
• pp.205-209
• /
• 1998

A synthesis of fuzzy variable structure control is proposed to design a high-angle-of-attack flight system for a modification version of the F-18 aircraft. The knowledge of the proportional, integral, and derivative control is combined into the fuzzy control that addresses both the highly nonlinear aerodynamic characteristics of elevators and the control limit of thrust vectoring nozzles. A simple gain scheduling method with multi-layered fuzzy rules is adopted to obtain an appropriate blend of elevator and thrust vectoring commands in the wide operating range. Improving the computational efficiency, an accelerated kernel for on-line fuzzy reasoning is also proposed. The resulting control system achieves the good flying quantities during a high-angle-of- attack excursion. Thus the fuzzy logic can afford the control engineer a flexible means of deriving effective control laws in the nonlinear flight regime.