International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제13권1호
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pp.74-89
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2012
An adaptive backstepping controller is designed for the automatic landing of a fixed-wing aircraft. The backstepping control scheme is adopted by using the nonlinear six degree-of-freedom dynamics of the aircraft during the landing phase. The adaptive law is integrated along with the backstepping controller in order to estimate the aircraft modeling errors as well as the external disturbance. The dynamic constraints of the states and the actuator inputs are taken into account in the parameter adaptation. This is done to prevent an aggressive adaptation and to provide reliable control commands. Numerical simulations were performed to verify the performance of the proposed control law for the landing of the aircraft with the presence of gust and actuator stuck.
In this report, a longitudinal adaptive flight control law is presented for the automatic landing system of a Japanese automatic landing flight experiment vehicle (ALFLEX). The longitudinal adaptive flight control law is designed to track an output of the vehicle to a guidance signal from the guidance portion of the automatic landing system. The proposed adaptive control law in the attitude control portion adjusts the controller gains continuously online as flight conditions change, in spite of the existence of unmodeled dynamics. The number of the controller gains to be adjusted is decreased to 1/2 from the previous studies. Computer simulation involving six-degree-of-freedom (DOF) nonlinear flight dynamics is performed to examine the effectiveness of the proposed adaptive control law. In order to verify the influence of the dispersion of the initial conditions, the Monte Carlo simulation is also applied. The initial conditions are more widely dispersed than the previous studies. As a result, except under the unsuitable initial conditions, the ALFLEX successfully landed on the runway.
Fuzzy control has emerged as a practical alternative to classical control schemes in controlling certain time-varying, nonlinear, and ill-defined processes. As the current of this kind of a research paradigm, we concluded that there is a need for application study of a fuzzy control theory to the flight control systems of small aircraft being to be developed at KARI. And then, this preliminary study was carried out to the automatic landing system of the canard aircraft (Firefly) for the purpose of the preparation of extension of research contents and various application areas, in which FMRLC was chosen as the fuzzy controller of the system.
In this paper, we performed simulations of aircraft automatic landing using GPS, DGPS and CDGPS. Our purpose is examining the possibility of aircraft landing using GPS through the simulation results. The aircraft landing is composed of two stages, glide-slope and flare. Therefore, LQG controllers are designed separately. In simulations, measurement noise depends not only on UERE and UERRE(which have different values in GPS, DGPS, and CDGPS) but also on DOPs. DOPs are determined only by the geometry of GPS satellite constellation. For DOP calculation, we also made program for GPS satellites orbit simulatiion. Accordin to the simulation results, ICAO CAT III can be achieved of CDGPS is used.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제17권1호
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pp.120-131
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2016
The full results of troubleshooting process related to the flight control system of a tilt-rotor type UAV in the flight tests are described. Flight tests were conducted in helicopter, conversion, and airplane modes. The vehicle was flown using automatic functions, which include speed-hold, altitude-hold, heading-hold, guidance modes, as well as automatic take-off and landing. Many unexpected problems occurred during the envelope expansion tests which were mostly under those automatic functions. The anomalies in helicopter mode include vortex ring state (VRS), long delay in the automatic take-off, and the initial overshoot in the automatic landing. In contrast, the anomalies in conversion mode are untrimmed AOS oscillation and the calibration errors of the air data sensors. The problems of low damping in rotor speed and roll rate responses are found in airplane mode. Once all of the known problems had been solved, the vehicle in airplane mode gradually reached the maximum design speed of 440km/h at the operation altitude of 3km. This paper also presents a comprehensive detailing of the control systems of the tilt-rotor unmanned air vehicle (UAV).
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제7권1호
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pp.118-128
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2006
This paper deals with auto-landing guidance system design applicable to Smart UAV(Unmanned Aerial Vehicle). The proposed guidance law generates horizontal position, velocity and altitude commands in the longitudinal channel and heading angle command in the lateral channel to track a predetermined trajectory for automatic landing. The longitudinal guidance commands are derived from an approximated dynamic equations in vertical plane. These longitudinal guidance commands are appropriately distributed to each control input as the flight mode of Smart UAV is changed. The concept of VOR(VHF Omni-directional Range) guidance system is applied to generate the required heading angle commands to eliminate the lateral deviation from the desired trajectory. The performance of the proposed guidance system for Smart UAV is evaluated using the nonlinear simulation. Simulation results show that the proposed guidance system for auto- landing provides good tracking performance along the predetermined landing trajectory.
본 논문에서는 무인기 자동이착륙을 위해 DGPS와 레이저 고도계를 이용한 고도계산 알고리듬을 제시하였다. 지상시험을 통해 레이저 고도계의 특성을 분석하고 신호의 난반사를 제거하기 위해 저역통과 필터를 설계했으나, 시뮬레이션 결과 단일 센서를 사용해서 지면고도를 정확하고 안정적으로 측정할 수 없음을 확인하였다. 레이저 고도계의 단점을 보완하기 위해 DGPS에서 출력되는 수직방향 속도를 사용하여 선형 칼만필터를 설계하였다. 설계한 필터는 시뮬레이션, 지상시험 그리고 비행시험의 검증단계를 거쳐 자동이착륙에 필요한 정확도를 만족함을 확인하였다.
최근 원격조종과 자율조종이 가능한 무인항공기(RPAS:Remotely Piloted Aircraft System)가 택배 드론, 소방드론, 구급 드론, 농업용 드론, 예술 드론, 드론 택시 등 각 산업 분야와 공공기관에서의 관심과 활용이 높아지고 있다. 자율조종이 가능한 무인드론의 안정성 문제는 앞으로 드론 산업의 발달과 함께 진화하면서 해결해야 할 가장 큰 과제이기도 하다. 드론은 자율비행제어 시스템이 지정한 경로로 비행하고 목적지에 정확하게 자동 착륙을 수행할 수 있어야 한다. 본 연구는 드론의 센서와 GPS의 위치 정보의 오류를 보완하는 방법으로서 착륙지점 영상을 통해 드론의 도착 여부를 확인하고 정확한 위치에서의 착륙을 제어하는 기법을 제안한다. 서버에서 도착지 영상을 구글맵 API로부터 수신받아 딥러닝으로 학습하고, 드론에 NAVIO2와 라즈베리파이, 카메라를 장착하여 착륙지점의 이미지를 촬영한 다음 이미지를 서버에 전송한다. Deep Learning으로 학습된 결과와 비교하여 임계치에 맞게 드론의 위치를 조정한 후 착륙지점에 자동으로 착륙할 수 있다.
Unmanned drone stations for automatic charging have been developed in order to overcome the flying time limitation of rotary wing drones. Since the drone stations is an unmanned operating system, each of the drones will be required to have a high degree of landing accuracy. Drone precision landing has been mainly studied depended on image processing technologies, but the image processing systems make several problems, such as the mission weight, the drone cost, and the development complexity increases, and the flight time decrease. Thus, this paper researched accuracy of precision landing based on RTK (real time kinetics) for rotary wing drones. For the experiments of RTK based precision landing, a drone repeatedly performed three missions. The survey accuracies of the RTK about missions respectively were set as 0.3, 0.2, and 0.1 meters. Each mission has one take-off point, two way-points and one landing-point, and was repeated ten times. The experiment results revealed landing error distance means of around 0.258, 0.12 and 0.057 meters on each of RTK setting.
For automatic landing of small VTOL UAV, it is necessary to calculate the distance from the UAV and the ground. The distance can be generally measured by a ultra-sonic sensor, but the ultra-sonic sensor has errors according to velocity of a sensor board. To compensate these errors, we proposed a sensor fusion method using a Kalman filter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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