• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.32-37
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• 2015

무인항공기는 조종사 없이 지상에서의 원격조종에 의해 스스로 비행하는 비행체이다. 하지만 무인항공기는 제어가 쉽다는 장점이 있지만, 어떤 한 지점 위를 정지하여 비행하는 호버링 기능을 할 수 없다는 단점이 있다. 그에 비해 무인항공기 중 하나인 쿼드콥터는 동작원리가 간단하고 호버링이 가능하고, 비행의 안정성이 높다는 장점이 있다. 본 논문에서는 쿼드콥터의 안정화 비행을 위한 PID 제어 방식과 Fuzzy 제어 방식을 이용하는 비행 안정화 알고리즘을 제안한다. 본 시스템은 자이로 센서와 가속도 센서의 결합을 통해 드론의 현재 자세 값을 알아낸 후 자세 제어 알고리즘을 통해 안정화 비행을 실시한다. 또 GPS 센서를 이용하여 현재의 위치를 외부조작 없이 유지하는 위치고정 모드를 제안한다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제11권4호
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• pp.303-312
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• 2010

This paper introduces the upper stage attitude control system of KSLV-I, which is the first space launch vehicle in Korea. The KSLV-I upper stage attitude control system consists of two electro-hydraulic actuators and a reaction control system using cold nitrogen gas. A proportional, derivative, and integral controller is designed for the electro-hydraulic thrust vectoring system, and Schmidt trigger ON/OFF controllers are designed for the reaction control system. Each attitude controller is designed to have enough stability margins. The stability and performance of KSLV-I upper stage attitude control system is verified via hardware in the loop tests. Hardware in the loop tests are accomplished for perturbed flight conditions as well as nominal flight condition. The test results show that the attitude control loop of KSLV-I upper stage is very stable and the attitude controllers perform well for all flight conditions. Attitude controllers designed in this paper have been successfully applied to the first flight of KSLV-I on August 25, 2009. The flight test results show that all attitude controllers of the KSLV-I upper stage performed well and satisfied the accuracy specifications even during abnormal flight conditions.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권5호
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• pp.401-408
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• 2017

본 논문에서는 저가 하드웨어 기반의 멀티로터용 비행제어 컴퓨터의 하드웨어 개발과 항법 및 제어 알고리즘의 설계 및 구현, 그리고 실제 비행실험을 통한 검증 과정을 서술하였다. 개발된 비행제어 컴퓨터는 마이크로컨트롤러를 통하여 멀티로터를 안정적으로 제어하며 통합된 Linux 컴퓨터를 활용하여 복잡한 임무에 대응이 가능하도록 설계되었다. 항법 해는 Complementary Filter를 통하여 500 Hz의 속도로 계산을 수행하고, 멀티로터의 운동모델을 기반으로 Observer를 설계, 측정 잡음을 크게 줄였다. 제어 알고리즘은 3차원 Curve Fitting을 통하여 얻은 Feed-forward Term을 사용하여 반응속도를 크게 향상시켰으며, 다수의 비행실험을 통하여 실제 상황에서 효과적으로 동작함을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.1063-1067
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• 1993

Fuzzy logic is applied to a roll autopilot for missiles. Fuzzy rules are made so that the response duplicates that of the conventional control law for some flight condition. A scaling factor of the fuzzy controller is then scheduled by the missile velocity and altitude information to cope with the variation of the roll dynamics from that flight condition. By computer simulations and calculation of the stability margin, it is shown that the fuzzy control is robuster than the conventional one over the flight envelope even though two control laws work similarly for some flight conditions.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.79-88
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• 2003

전자식 비행제어 항공기의 비행제어계설계, 지상 모의 시험 및 공중 모의 비행시험에 의한 비행성 평가를 수행하였다. 전자식 비행제어 항공기는 고등훈련기 형상을 가지며, 세로축 비행제어법칙은 수직가속도와 피치 각속도 추종시스템이며, 가로/방향축 비행제어법칙은 롤 각속도 및 가로가속도 추정시스템을 채택하였다. 대상항공기의 비행운동 평가는 공중모의 시험 항공기를 활용하였으며, 비행시험결과 최대불안정 영역에서는 Level 1, 착륙 접근 영역에서는 Level 1/2의 만족할 만한 비행성 결과를 보여 본 비행제어계 설계 타당성을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.349-357
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• 2022

무인항공기의 비행조종컴퓨터는 비행 안전에 필수적인 장비로써 개발 단계에서부터 신뢰성과 안전성의 확보가 필수적이며, 고장 발생 시에도 정상적으로 기능을 수행할 수 있는 다중화 기반의 고장관리 설계가 요구된다. 무인기의 경우에는 비용, 무게, 전력소모 등을 감소하기 위하여 비행조종시스템의 이중화 설계를 고려하지만, 고장관리를 위한 고장 검출 및 분리 설계에 많은 제약이 있다. 본 논문에서는 무인기용 이중화 비행조종컴퓨터의 신뢰성을 향상시키기 위한 고장 검출 및 고장 분리를 위한 고장관리 설계 방안을 제안한다. 그리고 고장관리 설계를 적용해 개발한 비행조종컴퓨터는 통합시험환경에서 기능 시험을 수행하고 HILS 환경에서 고장 영향성 확인 시험을 수행한 후 무인기에 탑재하여 비행시험을 통해 그 신뢰성을 검증하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제12권2호
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• pp.213-221
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• 2009

An aircraft collision accident is a disaster that causes great losses of inventories and lives. Though a collision avoidance warning function is provided automatically to pilots in the aircrafts by the enhancement of the aircraft capability, achieving fast decision-making to escape a collision situation is a complex and dangerous work for pilots. If an in-flight collision situation is controlled by the air traffic control system which monitors all airplanes in the air, it would be more efficient to prevent in-flight collisions because it can handle the emergency before the pilot's action. In this paper, we develop the collision avoidance warning function in the air traffic control system. Specifically, we design and implement the five stages of the collision avoidance function, and propose a visualization method which could effectively provide the operators with the trajectories and altitudes of the aircrafts in a collision situation. By developing an in-flight collision warning function in the air traffic control system that visualizes flight patterns through the state transition data of in-flight aircrafts on the flight path lines, it can effectively prevent in-flight collisions with traffic alerts. The developed function allows operators to effectively select and control the aircraft in a collision situation by providing the operators with the expected collision time, the relative distance, and the relative altitude while assessing the level of alert, and visualizing the alert information which includes the Attention-Warning-Alert phase via embodying the TCAS standard. With the developed function the air traffic control system could sense an in-flight collision situation before the pilot's decision-making moment.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권11호
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• pp.1104-1111
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• 2008

고등훈련기급에 탑재되어 있는 전기식 비행제어계통 (digital fly-by-wire flight control system)은 통합 다기능 감지기(IMFP : Integrated Multi-Function Probe)를 이용하여 항공기의 고도/속도/받음각 정보를 획득한다. 고등훈련기에는 3개의 IMFP가 장착되어 있으며, 이는 비행제어법칙에 3중의 공기정보를 제공한다. IMFP로부터 제공된 3개의 공기 정보는 중간 값을 채택하여 보다 신뢰성 있는 정보를 비행제어법칙에 제공한다. 초음속 비행시험 결과, 초음속 영역에서 발생하는 잡음이 포함된 IMFP로 인하여 고도유지모드 자동조종장치를 작동시켰을 때, 세로축으로 진동현상이 발생하였다. 이러한 현상은 자동조종장치를 이용하여 비행을 할 경우, 항공기 안정성 및 조종성을 저해할 수 있다. 본 논문에서는 초음속 영역에서 발생하는 IMFP 잡음정보가 자동조종장치에 영향을 미치지 않도록 비행제어법칙을 설계하였으며, 제어법칙설계 및 귀환이득을 조율하여 선회비행 시에 피치자세각 유지모드를 개선하였다. 설계된 비행제어법칙은 비실시간 시뮬레이션 및 비행시험을 통하여 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.519-524
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• 2003

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.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제9권1호
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• pp.12-18
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• 2015

The inter-conversion between different control laws in flight has a lot of risk. The SWM(Switching Mechanism) including logic and stand-by mode is designed to analyze the transient response of aircraft during inter-conversion between different control laws, based on the in-house software for non-real-time and real-time simulation. The SWM applies the fader logic of TFS(Transient Free Switch) to minimize the transient response of an aircraft during the inter-conversion, and applies the reset '0' type of the stand-by mode to prevent surface saturation due to integrator effect in the disengaged flight control law. The transition time is also important to minimize the objectionable transient response in the inter-conversion, as well as the transition control law design. This paper addresses the results of non-real-time simulation for the characteristics of transient response to different transition time to select the adequate transient time, and the real-time pilot evaluation, using SSWM(Software Switching Mechanism) and HSWM(Hardware Switching Mechanism), which is met for Level 1 flying qualities and assures safety of flight.