• 한국항공우주학회지
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• 제40권8호
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• pp.678-687
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• 2012

우천, 안개 낀 날씨 및 먼지 등에 의해 시계가 확보되지 않는 비행 환경에서의 헬리콥터의 안정성(stability) 및 비행성(flying quality)을 향상시키기 위해 모델 역변환 제어(Model Inversion Control) 방식의 전자식 비행제어시스템(Fly-By-Wire Flight Control System)의 적용은 필수적이다. 선진 항공사인 미국의 Bell-Sikorsky사와 유럽 컴소시움인 NHI(NH Industries)사는 FBW 비행제어시스템을 V-22와 NH-90의 헬리콥터 양산에 적용한 바 있다. 본 논문에서는 BO-105 모델을 기반으로 CONDUIT(Control Designer's Unified Interface)을 활용하여 제자리 비행영역에서 모델 역변환 비행제어법칙을 설계하였으며, 헬리콥터 비행조종성 국제규격인 ADS-33E-PRF을 기준으로 평가하였다. 설계된 비행제어법칙을 CONDUIT과 HETLAS(HElicopter Trim Linearization And Simulation)를 기반으로 평가한 결과, ADS-33E-PRF에서 제시하고 있는 예측 조종성(predicted handling quality) 규격에 대해 비행조종성 Level 1을 만족시킬 수 있었다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.265-270
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• 2005

This paper presents a new attitude stabilization and control of an unmanned helicopter based on neural network compensation. A systematic derivation on the dynamics of an unmanned small-scale helicopter is performed. Combined rotor-fuselage-tail dynamics is derived in body-fixed reference frame with its origin at the C.G. of the helicopter. And the resulting nonlinear equation of motion consists of 6-DOF air vehicle dynamics as well as the rotor flapping and engine torque equations. A simulation model was modified using the existing simulator for an unmanned helicopter dynamic model, which reflects the unmanned test helicopter(CNUHELI). The dynamic response of the refined model was compared with the flight test data. It can be shown that a good coincidence was accomplished between the real unmanned helicopter system and the mathematical model. This dynamic model was linearized for classical controller design using small perturbation method. A Neuro-PD control system was designed for both longitudinal and lateral flight modes, and the results were compared with the PD-only control response. Simulation results show that the proposed Neuro-PD control system demonstrates better performance.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.105-110
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• 2008

Unmanned helicopter has several abilities such as vertical take off, hovering, low speed flight at a specific altitude. Such vehicles are becoming popular in actual applications such as search and rescue, aerial reconnaissance and surveillance in the case of a large size disaster and forest fire. In this paper, a flight control system was designed for an unmanned helicopter. This paper was concentrated on describing the systematic design, electronic equipments and their interconnections for realizing the autonomous flight and aerial monitoring. A study on the autonomous waypoint navigation and altitude control performance were performed and tested on a test unmanned helicopter and the performance and the feasibility were represented.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제36권6호
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• pp.467-475
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• 2011

Aerial spraying technology using a small unmanned helicopter is an efficient and practical tool to achieve stable agricultural production to improve the working condition. An attitude controller for the agricultural helicopter would be helpful to aerial application operator. In order to construct the flight controller, a state space model of the helicopter should be identified using a dynamic analysis program, such as CIFER$^{(R)}$. To obtain the state space a model of the helicopter, frequency-sweep flight tests were performed and time history data were acquired using a custom-built stick position transmitter. Four elements of stick commands were accessed for the collective pitch (heave), aileron (roll), elevator (pitch), rudder (yaw) maneuvers. The test results showed that rudder stick position signal was highly linear with rudder input channel signal of the receiver; however, collective pitch stick position signal was exponentially manipulated for the convenience of control stick handling. The acquired stick position and flight dynamic data during sweep tests would be analyzed in the followed study.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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• pp.153-158
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• 1992

The purpose of this paper is to calculate the dynamic derivatives of single rotor Helicopter in forward flight. From trim condition, the equation of motion is derived, and we can calculate the dynamic dervatives. The results were compared with flight test data. The phase angle and stick displacement are obtained and compared at the trim condition.

• 한국항행학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.185-192
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• 2005

본 논문은 스마트 개발 사업의 일환으로 틸트로타 항공기(TR-S4) 비선형 시뮬레이션 모델의 비행성 분석을 수행하였다. TR-S4는 이착륙을 위한 헬리콥터 모드와 천이모드, 고정익 모드로 구분할 수 있다. 본 논문에서는 헬리콥터 모드만 고려하며, 이 모드는 호버링 모드와 전진비행 모드로 구분한다. 비행성 분석은 안정성과 조종성에 영향을 주는 조종입력에 대한 항공기 응답으로 구성된다. 조종사가 정확한 출발기동과 멈춤기동을 할 수 있게 하는 비교적 변위가 작은 운동과 연관되는 단주기 응답특성 파리미터인 bandwidth를 이용하여 비행성을 분석하였다. 안정성 증강장치(SAS)와 자세 제어기를 장착한 6자유도 비선형 시뮬레이션 모델을 이용한 TR-S4 헬리콥터 모드의 비행성은 대부분 ADS-3 규격서의 level 1을 만족하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권1호
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• pp.55-62
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• 2020

회전익 헬리콥터의 안정성, 조종성 향상 및 증대를 보장하기 위해서는 디지털 제어기술에 의한 디지털 비행제어시스템의 개발이 필요하다. 헬리콥터 비행제어시스템 설계 및 개발 기술은 해외 선진 항공 개발사의 기술이전 기피 및 불가에 해당하는 핵심기술로써 헬리콥터 비행제어 시스템 운용소프트웨어인 OFP의 기능 요구조건 충족과 더불어 비행안전에 직결되는 시스템 신뢰도의 검증이 필요하며 비행제어 시스템 운용 소프트웨어의 검증 방안 연구는 무엇보다 중요하다. 본 논문에서는 회전익 자동비행제어시스템 소프트웨어의 FMET 수행 및 검증 방안에 관한 연구를 수행하였다.

• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2599-2601
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• 2000

A helicopter control problem has been researched with many control theory. Especially, study of the hovering flight attitude control of a helicopter has been brisked since 60s with multivariable control theory. In this paper, the modeling is interpreted through the 6-freedom equation. To getting a entire equation, species of parameters and charts are adapted. The $H_2/H_{\infty}$ controller is acquired by mixing the $H_2$ control theory and the $H_{\infty}$ control theory. The $H_2$ control theory is reasonable one to increase the performance of a plant, and the $H_{\infty}$ control theory secures the robust stability. The simulation shows that the helicopter system is being controlled while maintaining performance and robust stability against perturbation.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.173-180
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• 2014

본 논문에서는 한국형 기동헬기의 계기비행 인증절차 및 주요 비행시험 결과를 제시하였다. 한국형 기동헬기의 계기비행 인증을 위해 장착된 계기 및 장비의 적합성을 검토하였으며, 지상 및 비행시험을 통해 검증하였다. 아울러 항공기가 충분한 종축, 횡축 및 방향축에 대한 정안정성 및 동안정성을 보유하고 있는지를 확인하기 위해 FAR-29 Appendix B에 따라 시험을 실시하였다. 정안정성은 주로 조종입력에 대한 항공기의 속도 및 자세 변화를 통해 판단하였으며, 동안정성은 장주기 및 단주기 입력 후 항공기 거동이 얼마나 빨리 수렴하는지를 통해 평가하였다. 조종사의 임무부하 평가는 IMC 모사 비행시험을 통해 이뤄졌다. 본 논문에서는 항공기가 정상적인 상황뿐만 아니라 비행조종, 엔진 및 계기 등에 고장이 발생한 상황에 대한 임무부하 평가결과도 함께 제시하였다. IMC 모사 비행시험이 완료된 이후에는 실제 IMC 환경에서 항공관제에 맞춰 실제 계기비행시험을 실시하였다.