• 제목/요약/키워드: space flight

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특이섭동 모델역변환을 이용한 멀티콥터 위치제어 연구 (Multicopter Position Control using Singular Perturbation based Dynamic Model Inversion)

  • 최형식;정연득;이장호;유혁;이상종
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.276-283
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    • 2017
  • 본 논문은 4개의 로터를 가지는 쿼드콥터에 대한 비선형 운동모델을 구성하고, 특이섭동 기법을 이용한 모델 역변환 위치 제어기 설계 결과에 대해 나타낸다. 특이섭동 모델 역변환방식은 느린 동역학과 빠른 동역학을 시분할 기법(time scale separation)기법을 이용하여 각각 역변환 시키는 방법이다. 수립한 6자유도 비선형 운동모델 기반으로, 모델 역변환 제어기를 설계하고 시뮬레이션을 수행한 결과 정확한 위치 추종을 수행함을 확인하였다.

비행시험을 위한 전투기 외장형 계측시스템 개발 (Development of the External Instrumentation System of a Fighter Aircraft for Flight Test)

  • 염형섭;오종훈;성덕용
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.907-913
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    • 2010
  • 본 논문에서는 공군에서 운용중인 전투기를 활용한 비행시험 수행 시 비행자료를 얻기 위한 외장형 계측시스템 개발에 대하여 서술하였다. 전투기의 외장형 계측시스템은 계측 포드와 영상 포드로 구성된다. 계측 포드는 GPS/AHRS 센서를 이용하여 전투기 비행자세, 속도 및 고도 등의 비행자료를 측정하며, 영상 포드는 2대의 고속카메라와 1대의 일반카메라를 사용하여 비행영상을 획득한다. 개발한 외장형 계측시스템은 환경시험과 지상시험, 그리고 전투기에 장착하여 비행시험을 수행함으로서 성능을 입증하였다.

안전분리 비행시험을 위한 사진계측 기법 (Photogrammetric Techniques for Safe Separation Flight Test)

  • 김상진;유흥철;류태규;박정호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권8호
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    • pp.673-679
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    • 2013
  • 안전분리 비행시험에서 사진계측 기법을 이용하여 분리되는 외부장착물의 분리특성을 분석하였다. 한 대의 카메라를 사용하여 6자유도를 해석할 수 있는 기법을 적용하였으며, 사진계측의 이론적인 배경과 MIL-HDBK-1763에서 제시하는 내용을 토대로 계측 요구조건을 정립하고 비행시험에 적용하여 분리궤적을 추출하였다. 사진계측의 오차에 영향을 주는 입력변수들의 불확실성을 경험에 의해 추정하였으며, 각각의 입력변수들에 의한 궤적오차를 고려하여 분리안전성을 분석하였다.

MEMS 압력센서를 이용한 고성능 무인항공기용 공력자료시스템의 개발과 검증 (Development and Validations of Air Data System using MEMS Sensor for High-Performance UAV)

  • 백운율;김성수;김성환;박춘배;최기영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권10호
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    • pp.1017-1025
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    • 2008
  • 본 연구에서는 무인항공기의 대기속도 및 압력고도를 측정하는 공력자료시스템(ADS)을 개발하였다. ADS는 비행제어시스템에 항공기 속도와 고도를 제공함으로써 실속속도 이하에서의 비행을 막고 고도유지 비행을 가능하게 하는 시스템이다. 무인항공기의 속도와 고도를 정확하게 측정하는 것은 비행성능을 확인하고 항공기의 안전성을 보장하기 위한 중요한 부분이다. 본 논문에서 개발된 ADS는 MEMS 압력센서, 저역통과필터, 마이크로 컨트롤러 그리고 피토튜브로 구성되어 있다. 온도보정과 압력보정을 통해 ADS 데이터의 오차를 줄였으며 비행시험에서 GPS 데이터와 ADS 데이터를 비교하였다.

무인항공기용 비행제어 시스템의 고장율 분석 (Failure Rate Analysis of UAV Flight Control System)

  • 김성수;오태인;최기영;박춘배;하철근
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.517-525
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    • 2007
  • 무인기의 운용이 점차 보편화되면서 무인기의 기본 요구도에 많은 변화가 생기고 있다. 기존의 시스템은 기능 구현을 주목적으로 하였으나 현재의 무인기는 이를 넘어서 가용성에도 큰 무게를 둔다. 따라서 무인기 분야 선진 각국에서는 시스템의 신뢰도 분석 방법과 자료 수집에 많은 노력을 기울이고, 또 그 결과를 설계에 반영한다. 본 논문에서는 이러한 신뢰성 분석 기법을 소개하고 이를 기초로 현재 개발 중인 무인기 탑재시스템을 대상으로 신뢰성을 분석하여 그 결과를 제시함으로써 무인기 개발 및 운용 과정에서의 효율성 증대를 도모하였다.

Trajectory Guidance and Control for a Small UAV

  • Sato, Yoichi;Yamasaki, Takeshi;Takano, Hiroyuki;Baba, Yoriaki
    • 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.

Increasing Flight Endurance of MAVs using Multiple Quantum Well Solar Cells

  • Hassanalian, Mostafa;Radmanesh, Mohammadreza;Sedaghat, Ahmad
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제15권2호
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    • pp.212-217
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    • 2014
  • Micro Aerial Vehicles (MAVs) are useful devices to assess new features that may be utilized in a full size aircraft to enhance performance or to increase endurance. In this article, sources for energy saving in the micro air vehicles are initially addressed. Then, by specifying the important parameters on energy consumption of an aircraft, a feasibility study is conducted to assess the benefit of using solar cells to increase flight endurance. Next, a new solar cell has been designed and optimized for MAVs. This cell consists of a multiple quantum wells for which the quantum factor and the absorption coefficient are calculated by solving the Shrodinger equation using MATLAB software. Then, the manner and influence of MAVs parameters using the solar cells are examined to suggest optimal planform for different purposes. In order to increase flight endurance, it is noted that by using appropriate planform and the optimized solar cells, flight endurance can be increased by more than 30 percent.

3차원 공간에서의 비행 경로각을 이용한 비행시간 및 충돌각 제어 유도법칙 (Guidance Law of Missiles for Control Impact-Time-and-Angle by Flight Path Angle in Three Dimensional Space)

  • 김승호;이천기;양빈;황정원;박승엽
    • 한국항행학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.8-15
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    • 2012
  • 본 논문에서는 표적이 고정되고 유도탄의 속도가 일정하다고 가정하고, 3차원 공간에서 비행 경로각을 이용하여 비행시간과 충돌각을 동시에 제어하는 호밍 유도법칙을 제안한다. 유도탄 비행궤적의 비행 경로각을 독립변수로 하여 비선형 모델을 구성한다. 제안한 호밍 유도법칙이 종말 종속 충돌각과 비행시간 제어가 가능하며, 목표물에 정확히 도달하는 과정을 보여준다. 그리고 동시공격시나리오에도 적용할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안한 유도법칙의 성능을 확인한다.

Adaptive and Robust Aeroelastic Control of Nonlinear Lifting Surfaces with Single/Multiple Control Surfaces: A Review

  • Wang, Z.;Behal, A.;Marzocca, P.
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제11권4호
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    • pp.285-302
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    • 2010
  • Active aeroelastic control is an emerging technology aimed at providing solutions to structural systems that under the action of aerodynamic loads are prone to instability and catastrophic failures, and to oscillations that can yield structural failure by fatigue. The purpose of the aeroelastic control among others is to alleviate and even suppress the vibrations appearing in the flight vehicle subcritical flight regimes, to expand its flight envelope by increasing the flutter speed, and to enhance the post-flutter behavior usually characterized by the presence of limit cycle oscillations. Recently adaptive and robust control strategies have demonstrated their superiority to classical feedback strategies. This review paper discusses the latest development on the topic by the authors. First, the available control techniques with focus on adaptive control schemes are reviewed, then the attention is focused on the advanced single-input and multi-input multi-output adaptive feedback control strategies developed for lifting surfaces operating at subsonic and supersonic flight speeds. A number of concepts involving various adaptive control methodologies, as well as results obtained with such controls are presented. Emphasis is placed on theoretical and numerical results obtained with the various control strategies.

탑재비행시험을 이용한 유도무기 탑재장비의 시험평가 (Test and Evaluation of Onboard Equipments for Guided Missile via Captive Flight Test)

  • 이성만;오현식;성덕용;이수창
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.73-78
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    • 2007
  • 국내 개발에 성공한 기본훈련기(KTX-1) 시제기 및 외부연료탱크를 활용하여 유도무기에 적용되는 핵심 부품의 비행환경 성능을 검증할 수 있는 탑재비행시험(Captive Flight Test) 절차 및 결과를 소개한다. 2001년부터 2006년까지 총 150 쏘티 이상의 탑재비행시험을 통하여 국내 개발된 탐색기, 항법장치/기법, 관성센서, 전파고도계 등을 비행환경에서 시험평가하여 유도무기체계 연구개발 단계에서 일정단축 및 비용절감에 기여하였다.