• 한국항공우주학회지
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• 제37권3호
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• pp.293-300
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• 2009

근거리 감시정찰을 수행할 수 있는 헬리콥터형 무인항공기를 개발하였다. 임무수행 가능성을 검토한 결과 전동 모터로 구동되는 동축반전 헬리콥터형 비행체가 선정되었다. 자동비행을 위해 상용 자동비행장치와 무선통신 모뎀이 채택되었고, 공중촬영을 위한 CCD 카메라가 탑재되었다. 완성된 비행체는 수동 비행시험을 통해 성능을 검증하였으며, 자동비행장치 탑재 후 점항법 비행을 통해 임무수행이 가능함을 확인하였다. 본 논문에서는 동축반전 무인항공기의 개발을 위한 설계 및 체계종합 전 과정에 관하여 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권3호
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• pp.139-145
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• 2002

이륙중량 4000kg, 10-12인승급 다목적 헬리콥터에 적용가능한 엔진 개량 개발을 목표로 기존 헬리콥터 엔진을 개량대상으로 선정하고 이러한 다목적 헬기의 요구조건에 부합하기 위해 기존 엔진의 요소부품을 재설계하였다. 첫 단계로 최소변경으로 720 hp에서 840 hp로 출력을 증강시키기 위하여 2단 축류압축기의 기존 입구 유도익을 제거하고 익현의 길이를 증가하여 유량 및 압축비를 증가시킴으로써 출력 증강을 얻도록 재설계를 수행하였다. 이러한 2단 축류압축기의 성능을 검증하기 위하여 두 번째 단 단독시험 및 전체 2단에 대한 성능시험이 수행되었으며 첫 번째 단의 성능은 이 결과로부터 도출되었다. 성능시험결과 전체 2단 압축기는 유량 3.088 kg/s에서 압력비 2.14, 단열효율 88%의 성능을 갖는 것으로 나타났으며 압축기 출구의 압력 및 온도 분포를 레이크를 이용하여 측정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권4호
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• pp.335-341
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• 2010

PD 제어기 기반으로 설계된 무인헬리콥터의 내부루프 제어기의 성능을 향상시키기 위 하여 한 개의 신경회로망이 적용되었다. 오차방정식의 응답특성 기반으로 설계된 PD 제어기는 운동모델의 비선형성에 의해 성능이 저하된다. 이러한 비선형성은 운동모델로부터 변형된 운동 역변환 모델(Modified Dynamic Inversion Model, MDIM)로 분리되었고 신경회로망의 출력에 의해 보상되었다. 신경회로망의 학습에는 제어기 안정성 보장을 위하여 리야프노프의 직접방법(Lyapunov's direct method)으로부터 유도된 온라인 가중치 적응법칙이 이용되었다. 신경회로망에 의한 PD제어기의 성능향상은 비선형성을 갖고 있는 무인헬리콥터의 수치시뮬레이션 결과로 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.159-164
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• 2016

본 논문은 전자식 조정장치 헬리콥터의 비행영역 보호를 위한 하중제안 로직 설계에 대한 결과이다. 헬리콥터는 로터, 동체, 엔진등 구조가 복잡하기 때문에 여러 가지 제약조건에 가지고 비행을 해야 한다. 이 때문에 조종사가 그 제약조건을 고려하여 조종을 하면서 조종사의 작업부하가 증가하고 비행 조종성을 떨어뜨리는 결과가 발생한다. 이러한 헬리콥터의 비행제약조건으로부터 자유롭게 조정 하도록 하여 조종사를 도와주는 기능이 필요하고 본 논문에서는 그 중의 대표적인 제약조건인 하중제약조건에 대한 제한 로직을 전자식 조정장치 헬리콥터에 설계하고자 한다. 하중범위를 벗어나는 비행은 피치 싸이클릭 스틱을 급격하게 입력하여 주로 발생한다. 이때 조종스틱 명령과 피치축 자세명령모델사이에 비행영역제한로직을 추가하여 하중범위를 벗어나지 않도록 하였다. 현재의 하중 값에 대한 자세범위를 동적으로 계산하는 로직을 사용하였고 헬리콥터 모델에 적용하여 시뮬레이션을 통하여 알고리즘을 검증하였다. 시뮬레이션을 통하여 정지비행영역, 전진비행영역에서 하중제한로직을 적용하지 않았을 때와 적용하였을 때를 비교한 결과, 하중제한로직을 적용하지 않았을 때는 하중제한 리미트를 20% 이상 초과하였으나 본 연구에서 제한한 로직을 적용하였을 때는 하중제한 리미트가 초과하지 않음을 확인하였다. 결론적으로 시뮬레이션을 통하여 동적으로 할당하는 제한로직이 헬리콥터 전자식 조정장치 제어기에 적합함을 확인하였다.

• 발명특허
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• 제5권8호통권54호
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• pp.39-39
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• 1980

• 항공우주
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• 제18권
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• pp.8-12
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• 1994

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1561-1567
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• 2013

본 논문은 헬리콥터 비행조종성능을 위한 비행제어법칙 설계에 대한 연구이다. 헬리콥터 비행조종성능관련 규격은 MIL-F-83300, ADS-33E이 사용되고 있으며, 이러한 요구조건을 만족하기 위한 자세 명령 타입의 제어기가 요구되고 있다. 본 논문에서는 ACAH 형태의 제어기설계와 성능 평가에 대해 기술하였다. 헬리콥터 동력학 방정식은 로터 동력학을 포함한 비선형 시뮬레이션 모델을 개발하고 정지 비행에서 전진속도까지 속도별로 트림조건을 이용한 선형모델을 구하여 사용하였다. 제어기 설계는 비행조종성을 만족하기 위해 명령모델추종방식을 사용하였고, 피드포워드 게인을 위한 단순한 역모델을 사용하였으며, 축간의 커플링을 줄이기 위한 디커플링 로직과 페이즈 모델이 적용되었으며 선형모델을 이용하였다. 비행성능 평가는 매트랩 기반의 Conduit을 이용하여 수행하였으며, 레벨 1의 기준을 만족함을 확인하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.105-110
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• 2015

본 연구는 Quanser사의 3-자유도 헬리콥터 시스템에 대한 종래의 선형 수리 모델을 개선한 수리 모델을 제안하고, 실험을 통해 제안된 수리 모델을 기반으로 설계된 제어기의 제어 성능을 종래의 수리 모델을 기반으로 설계된 제어기의 제어 성능과 비교함으로써 그 타당성을 검증한다. 이에 대한 연구 진행 과정은 다음과 같다. 첫째, 3-자유도 헬리콥터 시스템의 동 특성을 분석하고, 종래의 선형 수리 모델을 구축한다. 둘째, 종래의 수리 모델의 구축을 위해 수행된 선형화 과정에서 제거된 비선형적 요소들을 파악한다. 그리고 이 제거된 비선형적 요소들에 대응하는 파라미터들을 추가하여 개선된 수리 모델을 구축한다. 이 때, 수리 모델을 구축하기 위해 메타 휴리스틱 전역 최적화 기법인 입자군집최적화 알고리즘을 이용한다. 마지막으로, 제안된 모델을 기반으로 제어기를 설계하고, 이를 종래의 수리 모델을 기반으로 설계된 제어기의 제어 성능을 비교하여 제안된 수리 모델의 타당성을 검증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.87-92
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• 2005

본 연구에서는 산업용 무인 헬리콥터의 자율비행을 위한 일환으로 퍼지 제어기를 이용하여 고도제어를 하였다. 본 논문에서는 가솔린 엔진을 사용하는 전장 3m급의 무인 헬리콥터를 설계하고 이의 재원을 이용하여 Takagi-Sugeno-Kang 형의 퍼지 제어기법으로 고도 제어기를 구성하였다. 목표 고도값과 고도의 오차, 그리고 속도를 이용하여 입력 선형 맴버쉽 함수를 생성하였다. 이렇게 구성된 멤버쉽 함수를 이용 제어입력을 생성하였고, 생성된 제어입력을 이용하여 메인 로터의 피지를 제어하고 그 결과를 이용하여 속도와 고도를 구하였다. 시뮬레이션을 통하여 설계한 퍼지제어기의 고도제어 성능을 평가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권8호
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• pp.703-710
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• 2012

헬기개념설계단계에서는 많은 수의 반복계산과 Trade-Off Study가 필요하기 때문에 상대적으로 단순한 해석기법을 이용하는 것이 보통이다. 이때 해석코드에 사용되는 경험적 파라메터는 주로 사용자의 경험에 의지하는 경우가 많은데, 이러한 경험적요소가 개념설계결과의 신뢰도와 정확성에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 이러한 헬기개념설계도구에 사용되는 경험적파라메터를 보다 정확하고 논리적으로 산출하기 위한 새로운 기법이 필수적이다. 본 연구에서는 요구에 따라 산출된 경험적파라메터를 검증할 뿐만 아니라, 오류가 있을 경우 재산출하는 기법을 제안하였다. 현재 운용중인 특정헬기의 성능 및 유상하중을 설계헬기의 성능 및 중량추정의 목표값으로 설정한 후 최대이륙중량을 기준으로 참조헬기를 선정하고 참조헬기의 경험적파라메터를 헬기개념설계도구에 대입하여 설계해본 결과 오차범위 ${\pm}5%$ 이내로 목표 값과 일치함을 보였다. 본 연구에서 정립한 경험적파라메터 결정 기법이 개념설계 단계에서 효율적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.