• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.823-837
• /
• 2018

도심지 교통정체를 해소하고 지상공간 활용도를 높이기 위해 세계 각국에서는 단일 면적에 최대 교통량을 확보할 수 있고 저수공간등 다목적 활용이 가능한 복층 터널 건설이 각국에서 진행되고 있다. 최근 국내에서도 복층터널 시공에 대한 수요가 증가하고 있으며 단일 노선 복층터널뿐만 아니라 지중에서의 분 합류부 및 교차로 시공까지 가능한 네트워크형 복층터널 개발 연구가 진행 중에 있다. 네트워크형 복층터널에서 지중 분기부 및 합류부 시공 시 형성되는 필라부는 복층터널 본선부와 분기터널간의 상호 간섭효과에 의해 응력집중이 발생되는 취약부로 지반조건에 따른 보강공법 적용이 필요하다. 본 논문은 강연선을 사용하여 loop 형태로 필라부를 구속함으로써 다축 방향으로 구속력을 발휘할 수 있는 보강공법을 제시하였다. 이 방법의 검증을 위하여 실제 복층터널 필라 형성부와 복층터널 상하부에서의 분기되는 구간을 각각 모델링하여 수치해석을 수행하였다. 이를 통해 적정 필라폭 확보에 대한 방안을 제시하였고 기존 보강방법과의 비교 및 보강효과에 대한 수치해석적 검증을 수행하여 실제 현장 적용 전 복층터널 분기부 시공방안을 강구하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권10호
• /
• pp.805-812
• /
• 2013

스마트무인기의 비행제어컴퓨터는 탑재장비와의 입/출력 신호처리, 비행제어법칙 연산 그리고 고장진단 및 이중화 기능 등이 구현된 비행운용프로그램이 탑재되어 있다. 비행운용프로그램은 PowerPC 755 프로세서와 VxWorks 5.5 실시간운영체제 환경에서 개발되었다. 비행운용프로그램은 메모리 참조 모듈, 탑재장비 입/출력 신호처리 모듈 그리고 비행제어법칙 모듈로 구성되었고 각각의 모듈은 계층 구조로 설계되었다. 메모리 참조 모듈과 신호처리 모듈은 벤치 테스트를 통해 검증되었고, 비행제어법칙 모듈은 시뮬레이션 시험, 지상통합시험, 안전줄 시험 그리고 비행시험을 통해 검증되었다. 본 논문에서는 비행운용프로그램의 개발환경, 소프트웨어 구조 그리고 검증 및 관리방법에 대해서 기술하였다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.45-53
• /
• 2013

Fuel cell power system is one of the most promising energy source for the alternative energy because it has unique advantages such as high energy density, no power drop during operation, and feasible to make compact size. However, due to very low response time, fuel cell is difficult to correspond to drastic load changes and start-up operation. For solving these problem, fuel cell power system must include energy storage device such as Li-Poly battery or super capacitor. Therefore, bi-directional DC-DC converter must be required for this storage device and fuel cell-PCS control. This paper presents a design and modeling of the bi-directional DC/DC converter. Firstly, we present modeling the boost and buck mode of the bi-directional converter through both PWM switch model and state space averaging technique. Secondly, in order to minimize output ripple and transient response overshoot, we have two identical DC-DC converters interleaved and adopt two-loop voltage-current controller. The proposed bi-directional DC-DC converter's modeling method and control design have been verified with computer simulation and experimentation.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.39-49
• /
• 2003

본 논문에서는 먼저 델타연산자 접근법과 섭동기법을 소개하였다. 전자는 수치연산에 있어서 round-off error를 줄여주고 후자는 시스템을 빠른 종속시스템과 느린 종속시스템으로 분리하여 연산시간을 줄여준다. 항공기의 동력학은 종방향 혹은 횡방향 모두 장주기(Phugoid)와 단주기 운동을 동시에 보여준다. 여기서는 경비행기 Beaver의 횡방향 모델에 섬동기법과 델타접슨법을 적용하여 얻는 근사치 해를 정확한 해와 비교하였다. 그 겨로가 개루프 시스템의 경우는 단 한번의 iteration을 시행하여 얻은 근사치 해가 정확한 해와 일치했고, 페루프 시스템의 경우는 iteration없이도 근사치 값이 정확한 해와 일치하였다. 이로써 제안된 방법들의 적용이 항공기 동력학 및 제어에 있어서 매우 유효함이 검증되었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제43권8호
• /
• pp.731-738
• /
• 2015

항공기 비행제어시스템의 개발기간, 비용 및 위험도를 최소화시키기 위해서는 비행제어 법칙의 적용 및 시험을 효율적으로 수행할 수 있는 통합개발 도구와 Rapid Prototyping 프로세스가 요구된다. 본 논문에서는 Matlab/Simulink 환경을 통해 생성한 제어법칙 자동코드와 비행동역학 해석프로그램(HETLAS: HElicopter Trim, Linearization and Simulation)과의 연동 절차를 개발하여 시뮬레이션 평가를 효율적으로 수행할 수 있는 환경의 구축에 대해 기술하였다. 또한, 본 연구를 통해 제어법칙의 다양한 모드의 조종사 시뮬레이션 평가를 위해 HETLAS를 이용한 데스크탑 시뮬레이션 환경을 개발하고 조종성 시뮬레이터 및 HILS(Hardware In the Loop Simulation) 시험 환경과 효율적으로 연동하여 시험할 수 있는 절차를 개발하였다. 비행제어법칙 개발과정에서 HETLAS를 중심으로 한 해석/시험 환경을 개발함으로써 반복적인 제어법칙의 설계/해석 및 시험 절차를 효율적으로 수행할 수 있도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제42권9호
• /
• pp.752-761
• /
• 2014

뛰어난 기동성으로 인한 최근 쿼드로터에 대한 관심의 증대는 다양한 형태의 멀티로터 비행체의 개발 및 상용화를 이끌었으며, 레져용으로 사용자들이 쉽게 사용할 수 있는 다양한 쿼드로터 제품들이 등장하고 있다. 이 중에서 최근 Parrot사에서 제작한 AR.Drone은 사용자를 위한 내부 안정화 루프를 탑재하고 있기 때문에 초보자들도 쉽게 제어할 수 있는 장점이 있다. 이러한 AR.Drone의 시스템을 이용하면 다양한 형태의 다수 무인기 시스템을 쉽게 구축할 수 있다. 이러한 특성을 바탕으로 한국항공우주연구원에서는 다수의 AR.Drone을 이용한 실내 군집비행 연구를 진행 중에 있다. 이러한 다수의 무인비행체를 이용한 실내 군집비행을 위해서는 개개의 비행체에 대한 위치제어 및 서로간의 충돌을 방지하기 위한 알고리즘이 필요하다. 이를 위해서 본 논문에서는 다수의 실내 무인기의 원활한 기동을 위해 개발한 충돌회피 기동 제어기를 소개하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제43권11호
• /
• pp.1008-1015
• /
• 2015

위성체의 지상 검증 시험에는 열진공 챔버가 사용되며, 열제어 시스템은 열진공 챔버의 핵심이라고 할 수 있다. 특히, 기체 질소를 이용한 폐회로 열제어 시스템의 성능은 극저온 블로워의 성능에 의해 결정된다. 본 연구의 최종 목표는 설계 요구조건 $-150^{\circ}C{\sim}150^{\circ}C$의 온도 조건, 유량 150 CFM, 0.5 bara 이상의 차압을 갖는 극저온 블로워를 개발하는 것으로, 1차원 해석툴 및 CFD를 이용한 성능해석을 통해 임펠러를 설계 하였으며, 구동부와 유체부의 열전달 방지를 위한 열장벽, 모터의 과열 방지를 위한 냉각 시스템 등이 설계되었다. 표준대기상태에서 실험을 통해 성능을 검증하였으며, 최종적으로 열진공 챔버내에 설치하여 운영 조건에서 극저온 블로워의 성능을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제43권11호
• /
• pp.998-1007
• /
• 2015

방사형 인공위성 경우, 관성곱이 커서 단일 입 출력 가정이 불가능하기 때문에 고전적 제어기 설계방법을 사용하기 어렵다. 본 논문에서 현대 제어 이론인 $H_{\infty}$ 제어기 설계이론을 사용하여 방사형 인공위성의 자세 제어기 설계를 수행하였다. 설계 알고리즘으로 보다 안정적인 LMI 방법이 사용되었고, 설계 결과에 대한 안정성과 성능에 대한 강건성 해석을 위해 ${\mu}$-해석 방법이 적용되었다. 설계 결과, 일반적인 경우와 다르게 제어기가 포함되지 않은 개루프보다 제어기가 포함된 개루프의 cross-over frequency가 더 낮게 설계되는 것이 관측되었다. 즉 상대적으로 큰 관성곱 영향 때문에 단지 weighting 함수 조정으로 위성 기동성을 증가시키는데 한계가 있는 것으로 해석된다. ${\mu}$-해석을 위해 +/-5%의 관성모멘트 변화를 가정하였다. 안정성 및 성능에 대한 강건성 해석결과, +/-7% 관성모멘트 변화까지 시스템 안정성 및 성능이 보장됨이 확인되었고, 관성곱 변화보다 주관성모멘트 변화가 안정성 및 성능 저하에 더 영향을 주는 것으로 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제40권5호
• /
• pp.446-453
• /
• 2012

무인기 개발 시 항공전자시스템의 요구도 검증을 위해 통합시험능력을 제공하는 통합시험환경(SIL)을 개발하였다. 개발된 SIL은 유인항공기 SIL이 보유하고 있는 기능들을 기본적으로 제공하며, 각 구성품인 지상제어 모의, 비행체 모의, 비행환경 모의가 폐루프(Closed-Loop)로 연동되는 구조 하에서 시험 데이터의 가시화 및 시험자동화에 중점을 두고 설계되었다. 이로써 무인기의 복잡하고 수많은 요구도가 개발된 SIL을 통해 간편하고 정확하게 검증될 수 있었다. 개발된 SIL은 4단계의 검증과정을 통해 기능 및 성능의 정확성과 신뢰성이 검증되었으며, 무인기 지상체 및 비행체 통합을 위한 체계 SIL에서도 정상 동작함을 확인하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제13권5호
• /
• pp.1886-1900
• /
• 2018

This paper proposes a confronting feedback control structure and controllers for positive output elementary super lift Luo converters (POESLLCs) working in discontinuous conduction mode (DCM). The POESLLC offers the merits like high voltage transfer gain, good efficiency, and minimized coil current and capacitor voltage ripples. The POESLLC working in DCM holds the value of not having right half pole zero (RHPZ) in their control to output transfer function unlike continuous conduction mode (CCM). Also the DCM bestows superlative dynamic response, eliminates the reverse recovery troubles of diode and retains the stability. The proposed control structure involves two controllers respectively to control the voltage (outer) loop and the current (inner) loop to confront the time-varying ON/OFF characteristics of variable structured systems (VSSs) like POESLLC. This study involves two different combination of feedback controllers viz. the proportional integral controller (PIC) plus sliding mode controller (SMC) and the fuzzy logic controller (FLC) plus SMC. The state space averaging modeling of POESLLC in DCM is reviewed first, then design of PIC, FLC and SMC are detailed. The performance of developed controller combinations is studied at different working states of the POESLLC system by MATLAB-Simulink implementation. Further the experimental corroboration is done through implementation of the developed controllers in PIC 16F877A processor. The prototype uses IRF250 MOSFET, IR2110 driver and UF5408 diodes. The results reassured the proficiency of designed FLC plus SMC combination over its counterpart PIC plus SMC.