• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.1000-1007
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• 2007

In this study, structural vibration analyses of a smart unmanned aerial vehicle (UAV) have been conducted considering dynamic hub-loads of tilt rotor. Practical computational structural dynamics technique based on the finite element method is applied using MSC/NASTRAN. The present UAV(TR-S5-04) finite element model is constructed as a full three-dimensional configuration with different fuel conditions and tilting angles for helicopter, transient and airplane flight modes. In addition, the 3-dimensional supporting equipment structures of electronic devices are considered for vibration analysis. As the results of this study, transient structural displacements and accelerations are presented in detail. Moreover, vibration characteristics of structural parts and installed equipments are investigated for different fuel conditions and tilting angles.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.233-239
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• 2005

This paper presents the design and evaluation of a tiltrotor attitude controller. The implemented response type of the command augumentation system is Attitude Command Attitude Hold. The controller architecture can alleviate the need for extensive gain scheduling and thus has the potential to reduce development time. The control algorithm is constructed using the feedback linearization technique. And an on-line adaptive architecture that employs a neural network compensating the model inversion error caused by the deficiency of full knowledge tiltrotor aircraft dynamics is applied to augment the attitude control system. The use of Lyapunov stability analysis guarantees boundedness of the tracking error and network parameters. The performance of the controller is evaluated against ADS-33E criteria, using the nonlinear tiltrotor simulation code for Bell TR301 developed by KARI. (Korea Aerospace Research Institute)

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.193-199
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• 2005

VTOL(Vertical Take-Off and Landing) aircraft is attractive due to the reason that it is not necessary to have long runway. However a rotorcraft has a definite limitation to fly at the high speed due to the stall at the tip of rotor. To solve this problem, tilt rotor, tilt wing and lift fan were researched and developed. It was verified that the tilt rotor aircraft among them was more effective in disk loading. On this basis, the tilt rotor aircraft has been made into XV-15, V-22, BA-609 and Eagle Eye. This paper shows a nonlinear simulation program for general tilt rotor aircraft that was developed in order to validate the flight characteristics of tilt rotor aircraft and verified through the simulation analysis.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제2권3호
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• pp.1-6
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• 2008

The tilt rotor aircraft has the flight characteristics which takes off vertically like a helicopter and flies forward like an airplane. Especially, the transition process from a helicopter to an airplane mode requires not only the mixing of control inputs but also the stability and controllability augmentation system(SCAS) in order to keep the safe flight because there are compound flight dynamic characteristics of a helicopter and an airplane including non-linearity, uncertainty. This paper describes the design of SCAS in a lateral motion for the tilt rotor aircraft based on the $H_{\infty}$ control method, which was performed from mathematical model with weighting matrix based on the relationship between the $H_{\infty}$ norm and the sensitivity function. Through simulation analysis for the controller designed on the $H_{\infty}$ control theory, it was shown that this method may be applied to the control design of the tilt rotor aircraft.

• 항공우주기술
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• 제7권1호
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• pp.61-67
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• 2008

무인항공기의 비행제어법칙 설계를 위하여 자동 제어기 이득 결정 프로그램을 개발하였다. 제어기 이득 결정 문제를 최적화 문제로 정식화 하고, 최적화 문제의 최적해로부터 제어기 이득을 결정하였다. 최적화 문제의 해를 계산하기 위해 진화연산기법의 하나인 PSO 알고리듬과 비선형 프로그래밍의 하나인 SQP 알고리듬을 연결하여 사용하였다. 이 방법을 통하여 최적해 계산 시간을 PSO 방법에 비하여 1/5로 감소시켰으며, 보다 정확한 최적해를 계산할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권1호
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• pp.10-16
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• 2013

본 논문에서는 풍동 실험을 통해 취득한 소음측정 결과에서 실제 비행에 기체에서 발생되는 소음을 예측하는 과정에 대하여 다루었으며 정지된 소음원을 비행하는 것과 같은 상태로 시뮬레이션 할 수 있는 방법에 대하여 소개하고 실험을 통하여 검증하였다. 또한 국제민간항공기구(이하 ICAO)에서 규정한 절차에 따라 틸트로터 항공기 및 무인항공기의 환경소음을 평가할 수 있는 방안을 제시하였다. 제시한 평가 방안을 검증하기 위해서 풍동실험과 비행시험에 대한 소음실험 시뮬레이션 프로그램을 구성하였으며 7kg급 무인항공기를 통한 풍동 실험 및 비행 실험을 수행하였으며 풍동 실험 결과로부터 비행 상태의 소음예측이 가능하다는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.63-69
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• 2011

스마트 무인기의 엔진은 터보 축 엔진이지만 추진계통 제어는 회전익 항공기와 고정익 항공기에 필요한 특성을 모두 가져야 한다. 향후 전자식 엔진제어기를 개발하기 위해서는 틸트 로터 항공기의 엔진 운용 경험과 데이터를 축적할 필요가 있다. 이를 위해 정상상태 및 천이 상태에서의 엔진성능을 예측할 수 있는 프로그램을 활용하여 비행시험 데이터를 보완할 수 있다. 본 연구에서는 비행시험으로부터 수집한 엔진성능 데이터를 이용하여 동적 거동 해석 프로그램을 개발하고, 비행시험 결과 및 정상상태 엔진성능예측 프로그램으로 계산한 결과와 비교하여 프로그램의 정확도를 검증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권1호
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• pp.44-53
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• 2020

무인항공기 산업은 인공지능, 빅데이터, 사물 인터넷 등의 4차 산업혁명 기술과 융합하여 새로운 패러다임으로 발전하고 있다. 미국과 같은 항공 선진국들은 비행안전성이 보장된 무인항공기 개발에 많은 역량을 집중하고 있다. 대한민국의 경우, 한국항공우주연구원에서 2011년 국가 R&D 사업의 일환으로 국내 최초 수직이착륙 무인항공기인 스마트무인기 개발에 성공하였고, 이를 통해 첨단 IT 기술이 접목된 수직이착륙 무인항공기 개발 기술을 보유하게 되었다. 이러한 국가차원의 노력에도 불구하고 아직까지 국내 수직이착륙 무인항공기의 개발과 시장 운용은 제한적이다. 국내 기술로 개발한 수직이착륙 무인항공기의 형식증명 절차는 국내 항공안전법에 명시되어 있으나 형식증명을 위한 감항기준은 아직 제정되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 자체 중량 150 kg을 초과하는 수직이착륙 무인항공기의 국내 외 개발 동향과 국가별 인증제도 및 절차에 대해 조사하고, 유럽항공안전청에서 2019년 7월 2일 제정공포한 수직이착륙 항공기용 특별감항요건(special conditions)을 벤치마킹하여 국내 수직이착륙 무인항공기 형식증명을 위한 감항기준을 정립할 수 있는 방안에 대해 연구하였다.

• 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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• 제33권3호
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• pp.39-46
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• 2005

본 논문에서는 광범위한 함수 근사성질을 갖고 있는 신경회로망을 이용하여, 시스템의 입출력 조화성분의 선형관계를 표현하기 위해 추정된 전달행렬의 적용범위를 확장할 수 있는 적응 고차조화제어(Higher Harmonic Control, HHC) 기법을 제안하고 있다. 신경회로망의 학습신호는 추정된 전달행렬을 기반으로 계산된 최적제어 이득 값 행렬을 이용하여 구성된다. 내부 안정성을 보장하기 위하여 신경회로망의 가중치 학습방법은 Lyapunov 직접 방법을 이용하여 유도하였다. 6개의 입력과 2개의 출력을 갖는 비선형 시스템에 대한 시뮬레이션 결과를 통해 적응 고차조화제어 기법이 불확실한 전달행렬에 적용 가능함을 보였다.